§ 64. Взаємодія електрично заряджених тіл. Електричне поле
Поміркуйте
Чи можна уявити сьогодення без електрики?
Пригадайте
Електрична взаємодія
Дослідження
Причешіть сухе волосся пластмасовим гребінцем і піднесіть його до маленьких клаптиків паперу, що лежать на столі, не торкаючись їх.
Ви побачите, що ці клаптики почнуть ворушитися. А деякі з них навіть піднімуться догори.
Сила, що діє з боку гребінця на папір, нам невідома. Вона не може бути силою пружності або тертя, оскільки ці сили контактні. Вона не може бути силою тяжіння, оскільки маси клаптиків і гребінця малі (сили тяжіння помітні, коли хоча б одне з тіл має космічну масу). Також сила тяжіння не може «включатися» через натирання гребінця об волосся.
Ми зіткнулися із новим для нас видом взаємодії — електричною взаємодією.
Завдання 1
Електризація тіл
Ще в Стародавній Греції помітили, що натерті шматки бурштину (бурштин давньогрецькою — «електрон») притягують пушинки та пір’я. Сьогодні відомо багато речовин, які після натирання одне по одному здатні до електричної взаємодії. Таке натирання називають електризацією тіл, а тіла називають наелектризованими.
Про наелектризовані тіла також кажуть, що вони отримали електричний заряд.
Електричний заряд — фізична величина, яка характеризує здатність тіл брати участь в електричних взаємодіях.
Пластмасові тіла добре електризуються під час тертя об вовну, а скляні — під час тертя об шовк або папір.
Завдання 2
Два види зарядів
Якщо наелектризувати дві пластмасові палички об вовну й піднести одна до одної, то вони будуть відштовхуватися. Так само будуть відштовхуватися одна від одної наелектризовані об папір дві скляні палички.
А от палички, наелектризовані по-різному, притягуються. Коли тіла з різних матеріалів труться поверхнями, то електрони від атомів поверхні одного тіла переходять до атомів іншого тіла.
Тіло, яке втратило електрони, набуває позитивного заряду, а тіло, яке отримало — негативного заряду.
Позитивні заряди позначають знаком «+», а негативні — «–». Пластмасова паличка, потерта об вовну, отримує негативний заряд, а скляна — об папір — позитивний заряд.
Однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені тіла притягуються.
Завдання 3
Електричне поле
Електричне притягання та відштовхування тіл — це взаємодія на відстані. Англійський учений Майкл Фарадей припустив, що взаємодія заряджених тіл здійснюється за допомогою електричного поля: кожне заряджене тіло створює електричне поле, яке діє на інші заряджені тіла.
Притягування нейтральних тіл до наелектризованих пояснюється тим, що заряджене тіло власним електричним полем здійснює перерозподіл заряджених частинок усередині нейтрального тіла і робить зарядженими його частини.
Завдання 4
Підсумуємо
Завдання 5
Завдання 6
Ключова ідея
Електричні взаємодії відбуваються між тілами, які мають електричні заряди і називаються наелектризованими. Процес надання тілу електричного заряду називають електризацією. Електризація тіл може відбуватися під час тертя.
Електричний заряд характеризує здатність тіл до електричних взаємодій. Існують два види електричних зарядів: позитивні та негативні. Тіла, які мають заряди одного виду (заряджені однойменно), відштовхуються, а тіла, які мають заряди різних видів (заряджені різнойменно), притягаються.
Взаємодія заряджених тіл здійснюється за допомогою електричного поля. Впливом електричного поля зарядженого тіла на незаряджене можна пояснити, чому заряджені тіла притягують нейтральні тіла.
Запитання для повторення й засвоєння
1. Чому притягання клаптиків паперу натертим гребінцем не можна пояснити дією сил тяжіння, пружності й ваги?
2. Як називають тіла, що мають здатність до електричних взаємодій?
3. Що таке електризація тертям? Який її механізм?
4. Що таке електричний заряд? Назвіть види зарядів.
5. У яких випадках заряджені тіла притягуються, а в яких — відштовхуються?
6. Як, за припущенням Фарадея, здійснюється взаємодія заряджених тіл?
7. Проведіть дослідження. Потріть об вовняний светр або рукавицю пластмасовий гребінець та одразу доторкніться ним до свого волосся. Чому гребінець притягує волосся?