Эксперименты с банкой Фарадея    

    эксперементПоложительный потенциал на сфе­ре создает разделение равных и про­тивоположных по знаку зарядов по толщине металлической банки. 

     

     

    ЭксперементыКог­да заряд лишь входит внутрь банки, то разделяется только часть зарядов (рис. 1, а). Если же заряженная сфера находится достаточно глубоко в банке, то разделяются все заряды- (рис. 1, б). На рисунке 1, б на внутренней поверхности банки пока­заны десять отрицательных (—) заря­дов, а на внешней поверхности бан­ки, крышке, стержне и листке электро­скопа показаны распределенные де сять положительных ( + ) зарядов. Общий же заряд банки равен нулю (10+ и 10—), поскольку двадцать зарядов полностью друг друга ней­трализуют. Таким образом, опускание заряженной сферы с десятью поло­жительными зарядами «глубоко» в по­лую металлическую банку будет иметь следствием помещение десяти поло­жительных зарядов на внешнюю по­верхность банки и части электроскопа.

    Легко заметить, что если заряжен­ная сфера убирается из банки без со­прикосновения с ее внутренней частью, то равные и противоположные по зна­ку заряды на внутренней и внешней поверхностях «банки» перераспреде­лятся и дадут нуль заряда и поэтому/ листок опадет. Если же дать заря­женной металлической сфере прикоо- нуться к внутренней поверхности бан­ки, когда она находится достаточнр глубоко в банке, то заряд, индуци­рованный на внутренней поверхности банки, точно нейтрализует заряд на сфере (рис. 1, в). Отклонение лист­ка на рисунке 1, в такое же, как и на рисунке 1, б, но на этот раз, когда сфера убирается из банки, от­клонение листка остается постоянным.

    Угол отклонения листка является мерой потенциала, до которого банка, крышка, стержень и листок были за­ряжены вследствие приобретения за­ряда, равного по значению и знаку исходному заряду, опущенному в бан­ку. Ясно, что больший исходный заряд на сфере дает большее отклонение листка, меньший же заряд дает мень­шее отклонение. Таким образом, чис­ленное значение зарядов на двух за­ряженных проводниках может быть сравнено измерением угла отклонения листка электроскопа, когда каждый из зарядов по очереди опускается в полую металлическую банку, нахо­дящуюся на электроскопе. (Это спра­ведливо лишь тогда, когда емкость системы остается постоянной.)

     

     

    Примечание.

    Заряженные изоля­торы, так же как и проводники, при опускании в банку дают тот же эф­фект, что мы наблюдали с заряжен­ной сферой и который показан на ри­сунке 1, б. Вместе с тем общий заряд может быть переведен внутрь банки только проводником. Заря­женный изолятор не перенесет свой заряд (или не примет заряд) на банку.

     

    Ясно, что вышеуказанный процесс будет также иметь место, если заря­женный изолятор заменить заряжен­ным проводником. Исследования по­казывают, что внутри «замкнутого» полого проводникане может существовать никакого заряда, или полностью отсутствует заряд, или, если опускается в полость провод­ника заряженное тело, на внутрен­ней части проводника появится рав­ный и противоположный заряд и ней­трализует его.

     

     

     

     

     

    Исследование.

    Демонстрация того, что внутри замк­нутого полого проводника не может сущест­вовать никакого заряда.

     

    Придайте малый положительный заряд (10 -{— ) маленькой металлической сфере, на­ходящейся на конце длинного изолятора. Для этого поместите ее на отрицательно заря­женный изолятор, моментально заземлите сферу пальцем и затем уберите ее с заря­женного изолятора. Затем осторожно опустите заряженную сферу в полую металлическую банку, стоящую на крышке электроскопа. Вы должны увидеть, что листок электроскопа слегка отклонится, когда заряд лишь начи­нает входить в банку. По мере вхождения заряда глубже в банку отклонение листка уве­личивается до тех пор, пока не становится постоянным. Даже когда вы двигаете заряд в банке или касаетесь им ее внутренней по­верхности, отклонение остается неизменным при условии, что вы держите заряд в банке.

     

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved