V rámci dnešnej hodiny sa zoznámime s takou fyzikálnou veličinou, akou je náboj, pozrieme si príklady prenosu nábojov z jedného telesa na druhé, dozvieme sa o delení nábojov na dva druhy a o interakcii nabitých telies.
Téma: Elektromagnetické javy
Poučenie: Elektrifikácia tiel pri kontakte. Interakcia nabitých telies. Dva druhy poplatkov
Táto lekcia je úvodom do novej časti „Elektromagnetické javy“ a rozoberieme si v nej základné pojmy, ktoré sú s ňou spojené: náboj, jeho typy, elektrifikácia a interakcia nabitých telies.
História pojmu "elektrina"
V prvom rade by sme mali začať s diskusiou o takej veci, ako je elektrina. V modernom svete sa s ním neustále stretávame na úrovni domácností a už si nevieme predstaviť svoj život bez počítača, televízora, chladničky, elektrického osvetlenia atď. Všetky tieto zariadenia, pokiaľ vieme, fungujú vďaka elektrickému prúdu a obklopujú nás všade. Aj technológie spočiatku nie úplne závislé od elektriny, ako napríklad prevádzka spaľovacieho motora v aute, sa pomaly začínajú vytrácať do histórie a ich miesto aktívne nastupujú elektromotory. Odkiaľ sa teda vzalo slovo „elektrický“?
Slovo „elektrický“ pochádza z gréckeho slova „elektrón“, čo znamená „jantár“ (fosílna živica, obr. 1). Aj keď by sa malo, samozrejme, okamžite stanoviť, že medzi všetkými elektrickými javmi a jantárom neexistuje priame spojenie, a o niečo neskôr pochopíme, odkiaľ sa takáto asociácia medzi starovekými vedcami vzala.
Prvé pozorovania elektrických javov sa datujú do 5. – 6. storočia pred Kristom. e. Predpokladá sa, že Thales z Milétu (starogrécky filozof a matematik z Milétu, obr. 2) prvýkrát pozoroval elektrickú interakciu telies. Uskutočnil nasledujúci experiment: natrel jantár srsťou, potom ho priblížil k malým telám (prachové častice, hobliny alebo perie) a pozoroval, že tieto telá začali priťahovať jantár bez vtedy vysvetliteľného dôvodu. Thales nebol jediným vedcom, ktorý následne aktívne vykonával elektrické experimenty s jantárom, čo viedlo k vzniku slova „elektrón“ a pojmu „elektrický“.
Ryža. 2. Thales of Miletus ()
Simulujeme podobné experimenty s elektrickou interakciou telies, na to vezmeme jemne nasekaný papier, sklenenú tyčinku a list papiera. Ak potriete sklenenou tyčinkou list papiera a potom ju privediete na jemne narezané kúsky papiera, uvidíte efekt priťahovania malých kúskov k sklenenej tyčinke (obr. 3).
Zaujímavosťou je, že po prvýkrát bol takýto proces úplne vysvetlený až v 16. storočí. Potom sa zistilo, že existujú dva typy elektriny a navzájom sa ovplyvňujú. Pojem elektrická interakcia sa objavil v polovici 18. storočia a je spojený s menom amerického vedca Benjamina Franklina (obr. 4). Bol to on, kto prvýkrát predstavil koncept elektrického náboja.
Ryža. 4. Benjamin Franklin ()
Definícia.Nabíjačka- fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje veľkosť vzájomného pôsobenia nabitých telies.
To, čo sme mali možnosť pozorovať v experimente s priťahovaním kúskov papiera k elektrifikovanej tyči, dokazuje prítomnosť elektrických interakčných síl a veľkosť týchto síl charakterizuje taký pojem ako náboj. Skutočnosť, že sily elektrickej interakcie môžu byť rôzne, sa dá ľahko overiť experimentálne, napríklad trením tej istej palice s rôznou intenzitou.
Na uskutočnenie ďalšieho pokusu potrebujeme rovnakú sklenenú tyčinku, list papiera a papierový chochol upevnený na železnej tyči (obr. 5). Ak potriete palicu listom papiera a potom sa ho dotknete železnej tyče, bude viditeľný jav odpudzovania prúžkov sultánovho papiera od seba, a ak zopakujete trenie a dotyk niekoľkokrát, uvidíte, že účinok sa zvýši. Pozorovaný jav sa nazýva elektrifikácia.
Ryža. 5. Papierový sultán ()
Definícia.Elektrifikácia- oddelenie elektrických nábojov v dôsledku tesného kontaktu dvoch alebo viacerých telies.
Elektrifikácia môže nastať niekoľkými spôsobmi, prvé dva sme dnes zvážili:
Elektrifikácia trením;
Elektrifikácia dotykom;
Elektrizácia navádzaním.
Zvážte elektrifikáciu podľa pokynov. Aby ste to urobili, vezmite pravítko a položte ho na železnú tyč, na ktorej je pripevnený papierový sultán, potom sa dotkneme tyče, aby sme z nej odstránili náboj a narovnali pásy sultána. Potom sklenenú tyčinku zelektrizujeme trením o papier a privedieme k pravidlu, výsledkom bude, že pravítko sa začne otáčať na vrchu železnej tyče. V tomto prípade sa pravítka nedotýkajte sklenenou tyčinkou. To dokazuje, že existuje elektrifikácia bez priameho kontaktu medzi orgánmi - elektrifikácia vedením.
Prvé štúdie o hodnotách elektrických nábojov sa datujú skôr neskoré obdobie históriu než objavy a pokusy popísať elektrické interakcie telies. Na konci 18. storočia vedci dospeli k záveru, že rozdelenie náboja vedie k dvom zásadne odlišným výsledkom a bolo rozhodnuté podmienečne rozdeliť náboje na dva typy: pozitívne a negatívne. Aby bolo možné rozlíšiť tieto dva typy nábojov a určiť, ktorý je kladný a ktorý záporný, dohodli sme sa na použití dvoch základných experimentov: ak potriete sklenenou tyčinkou papier (hodváb), vytvorí sa kladný náboj na tyč; ak otriete ebonitovú tyčinku o srsť, vytvorí sa na tyčinke záporný náboj (obr. 6).
Komentujte.Ebonit- gumový materiál skvelý obsah síra.
Ryža. 6. Elektrizácia palíc s dvoma typmi nábojov ()
Okrem toho, že sa zaviedlo delenie nábojov na dva typy, zaznamenalo sa pravidlo ich vzájomného pôsobenia (obr. 7):
Rovnomenné náboje sa navzájom odpudzujú;
Opačné náboje sa priťahujú.
Ryža. 7. Interakcia poplatkov ()
Pre toto pravidlo interakcie zvážte nasledujúci experiment. Sklenenú tyčinku trením zelektrizujeme (t.j. prenesieme na ňu kladný náboj) a dotkneme sa tyčinky, na ktorej je upevnený papierový sultán, v dôsledku čoho uvidíme efekt, ktorý už bol diskutovaný vyššie - prúžky sultán sa začne navzájom odpudzovať. Teraz si môžeme vysvetliť, prečo k tomuto javu dochádza – keďže pásiky sultána sú kladne nabité (rovnakého názvu), začnú sa odpudzovať čo najďalej a tvoria postavu v tvare gule. Navyše, pre názornejšiu ukážku odpudzovania rovnako nabitých telies môžete sklenenú tyčinku potretú papierom priviesť k zelektrizovanému oblaku a bude jasne vidieť, ako sa pásy papiera budú od tyče odchyľovať.
Zároveň je možné v nasledujúcom experimente pozorovať dva javy – priťahovanie opačne nabitých telies a odpudzovanie podobne nabitých telies. Na to si musíte vziať sklenenú tyčinku, papier a fóliovú objímku, upevnenú závitom na statíve. Ak potriete palicu papierom a privediete ju k nezaťaženému rukávu, rukáv sa najskôr pritiahne k tyči a po dotyku sa začne odpudzovať. Vysvetľuje sa to tým, že najskôr sa objímka, kým nemá náboj, pritiahne k hokejke, hokejka na ňu prenesie časť svojho náboja a podobne nabitá objímka sa od hokejky odpudí.
Komentujte. Otázkou však zostáva, prečo pôvodne nenabitá nábojnica priťahuje palicu. Je ťažké to vysvetliť pomocou vedomostí, ktoré máme k dispozícii v súčasnej fáze štúdia školskej fyziky, skúsme to však s pohľadom dopredu urobiť stručne. Pretože puzdro je vodič, potom, keď je vo vonkajšom elektrickom poli, je v ňom pozorovaný fenomén oddelenia náboja. Prejavuje sa to tak, že voľné elektróny v materiáli objímky sa pohybujú na stranu, ktorá je najbližšie ku kladne nabitej tyči. Výsledkom je, že puzdro sa rozdelí na dve podmienené oblasti: jedna je negatívne nabitá (kde je nadbytok elektrónov), druhá je nabitá kladne (kde je nedostatok elektrónov). Pretože negatívna oblasť objímky je umiestnená bližšie ku kladne nabitej tyči ako jej kladne nabitá časť, príťažlivosť medzi opačnými nábojmi prevládne a objímka bude priťahovaná k tyči. Potom obe telá získajú rovnaký náboj a odpudzujú sa.
Podrobnejšie sa tejto problematike venuje 10. ročník v téme: "Vodiče a dielektrika vo vonkajšom elektrickom poli."
V ďalšej lekcii sa bude brať do úvahy princíp fungovania takéhoto zariadenia ako elektroskop.
Bibliografia
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fyzika 8 / Ed. Orlová V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
- Peryshkin A. V. Fyzika 8. - M .: Drop, 2010.
- Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fyzika 8. - M .: Vzdelávanie.
- Encyklopédia Brockhaus F.A. a Efron I.A. ().
- YouTube().
- YouTube().
Domáca úloha
- Stránka 59: Otázky č. 1-4. Peryshkin A. V. Fyzika 8. - M .: Drop, 2010.
- Kovová fóliová guľa bola kladne nabitá. Bola vybitá a lopta sa stala neutrálnou. Dá sa povedať, že náboj lopty zmizol?
- Pri výrobe sa na zachytenie prachu alebo zníženie emisií vzduch čistí pomocou elektrostatických odlučovačov. V týchto filtroch prúdi vzduch okolo opačne nabitých kovových tyčí. Prečo tieto tyče priťahujú prach?
- Existuje spôsob, ako nabiť aspoň časť tela pozitívne alebo negatívne bez toho, aby ste sa tohto tela dotkli iným nabitým telom? Odpoveď zdôvodnite.
Zhrnutie hodiny fyziky v 8. ročníku.
Téma: „Elektrifikácia tiel. Dva druhy poplatkov.
Typ lekcie: poučenie.
Účel lekcie: formovať koncepciu elektronizácie medzi školákmi; ukázať existenciu dvoch typov nábojov a vysvetliť ich vzájomné pôsobenie; formulovať opatrenia na zamedzenie elektrifikácie pri výkone kaderníckych prác.
Vzdelávacie úlohy:
- formovanie počiatočných predstáv o elektrickom náboji, o interakcii nabitých telies, o existencii dvoch typov elektrických nábojov;
- formovanie koncepcie elektrizácie aobjasnenie podstaty procesu elektrizácie telies;
- formovanie poznatkov o metódach elektrizácie;
- určenie znaku náboja elektrifikovaného telesa;
- štúdium praktickej orientácie získaných vedomostí;
Vývojové úlohy:
- oboznámenie sa so stručnými historickými informáciami o štúdiu elektrických nábojov;
- podporovať rozvoj schopnosti analyzovať, pozorovať a experimentovať;
- podporovať rozvoj logického myslenia;
- rozvoj schopností rozlišovať elektrické javy v prírode a technike;
- rozvíjať schopnosť aplikovať získané vedomosti na výkon odborných funkcií.
Vzdelávacie úlohy:
- prispievať k výchove kultúry myslenia a reči;
- pestovať záujem o predmet a pozitívny vzťah k učeniu.
Vybavenie: ebonitová a sklenená palica, kožušina, hodváb, trojnožka, chocholy, kúsky papiera, polyetylén, papier, guma, hrebene, bavlna, vlna, nylon, pravítka z plexiskla.
Plán lekcie
1. Úvodný prejav učiteľa
Chlapci, vieme, že fyzika je štúdium fyzikálnych javov, ktoré zahŕňajú:
Mechanický
Termálne
Elektrické
Magnetický
svetlo
Zvuk.
V siedmom ročníku sme sa začali zoznamovať s mechanickými javmi, takmer 2. štvrťrok sme venovali skúmaniu tepelných javov a teraz prídeme na rad skúmaniu elektrických javov. Čo ideme študovať? Na túto otázku si odpoviete sami. Vyberte si z navrhovaných fyzikálnych javov elektrický.
Na nástenku uverejňujem javy:
Topenie snehu
Blesk
Rainbow
Elektrina
Dážď
Pohyb vozidla.
Doplňte schému príkladmi:
elektrické javy
Doplňme schému príkladom elektrického javu, s ktorým sa stretávate pri profesionálnych povinnostiach kaderníka. Toto je elektrifikácia. Je tento jav pri vašej činnosti užitočný alebo škodlivý? Dnes musíme vypracovať opatrenia na zamedzenie elektrifikácie pri výkone kaderníckych prác. Na to sa však musíme veľmi podrobne zoznámiť s fenoménom elektrifikácie. Preto téma našej hodiny: „Elektrifikácia tiel. Dva druhy poplatkov. Zapíšte si tému hodiny do zošita.
Každý z vás by sa na konci lekcie mal naučiť vysvetliť, čo je elektrický náboj a elektrizácia, ako nabité telesá medzi sebou interagujú, a to vám pomôže vyvinúť opatrenia na prevenciu a zníženie elektrizácie pri vykonávaní kaderníckych prác.
2. Učenie sa nového materiálu
Napíšeme si plán lekcie:
2) koncepcia elektrizácie
3) spôsoby elektrizácie
7) opatrenia na prevenciu a zníženie elektrifikácie pri výkone kaderníctva.
IN Staroveké Grécko v 6. storočí pred Kristom žil filozof Thales z Milétu v krásnom meste Milétus. A potom jeden večerblíži sa k nemu jeho milovaná dcéra. Vysvetlite, prečo sa mi pri práci s jantárovým vretenom zamotávajú nite, na priadzu sa lepí prach a slamky. Je to veľmi nepríjemné. Thales berie vreteno, šúcha ho a vidí malé iskričky. Od tohto momentu sa začína história vývoja pojmu „elektrina“. Spočiatku sa schopnosť priťahovať drobné predmety pripisovala len jantáru (skamenená živica ihličnatých stromov). Z názvu ktorého vzniklo slovo elektrina, pretože gréc. elektrón-jantárová. (zápis na tabuľu).
Anglický lekár a prírodovedec William Gilbert koncom 16. a začiatkom 17. storočia zistil, že mnohé látky môžu pri trení elektrizovať: diamant, zafír, pečatný vosk a že priťahujú nielen slamky, ale aj kovy, drevo. , lístie, kamienky, hrudky zeme a dokonca aj voda a olej.
Preverme si, či môžu byť rôzne telesá skutočne elektrifikované. Vezmite hrebene do rúk a rozotrite si ich do vlasov. Potom prineste na kúsky papiera. Pozorujeme fenomén elektrifikácie. Vezmite pravítko ležiace na stole, rozotrite ho na papier a priveďte ho na malé listy. Pozorujeme fenomén elektrifikácie. Nafúknite loptičky ležiace na stole, utrite ich polyetylénom a prineste ich na novoročné pozlátko.
Ukážky. Ebonitová palica natretá na kožušine priťahuje listy sultána. Sklenená tyčinka natretá na hodvábe priťahuje kúsky papiera.
Ebonitová palica nosená na kožušine priťahuje prúd vody. (podľa nákresu v učebnici str. 58 obr. 28)
Zo všetkých týchto experimentov vyvodzujeme závery. (Píšte do zošita)
1. Nielen jantár, ale aj iné látky môžu byť elektrifikované.
2. Elektrifikácia - javy, pri ktorých telesá nadobúdajú vlastnosť priťahovania iných telies.
3. Na elektrizácii sa podieľajú dva orgány.
Pokračujme.
Demonštrácia. Ebonitovú tyčinku na srsti zelektrizujeme. Poďme to priniesť na kúsky papiera. Listy sú priťahované. Prinesieme kožušinu. Listy sú priťahované.
Vezmite pravítko a trieť jeho gumu. Prineste pravítko k listom. Prineste gumu na listy.
Urobíme ešte jeden záver. (Píšte do zošita)
4. Obe telesá sú elektrifikované.
Takže už vieme, čo je elektrifikácia. Poďme spoznať jej spôsoby.
Doplňme tabuľku.
Spôsoby elektrizácie
Trenie Kontakt Náraz
Pri vykonávaní predchádzajúcich experimentov sme sa s vami už stretli s jednou z metód. Nazvime to. (Trenie)
Demonštrácia. Ebonitovou tyčinkou potrieme srsť a prinesieme sultánovi. Je elektrizujúci. Kontrolujeme predložením papierov.
V tomto prípade sme už nevykonávali trenie na elektrizovanie sultána, iba sme sa ho dotýkali. Tento spôsob elektrifikácie je kontaktný.
Skúste to sami. Vezmite pravítko a otrite ho o srsť. Dotknite sa sultána. Priveďte sultána ku kúskom papiera.
Demonštrácia. Niekoľkokrát udrite do polyetylénu pravítkom. Prinesieme pravítko na kúsky papiera. Sú priťahovaní. Preukázaná elektrifikácia nárazom.
Takže telo môže byť elektrizované trením, nárazom, kontaktom.
Pokračujeme ďalej.
Plastovú fóliu zavesenú na statíve jemne potrite kúskom papiera. Elektrifikujte papierové a plastové prúžky. Za týmto účelom položte polyetylénový pás na papierový pás a vyhlaďte ho. Oddeľte ich a priveďte k sebe. Ako spolu interagujú?
Papierové a polyetylénové prúžky striedavo privádzajte k prúžku na statíve. Sledujte ich interakciu.
Demonštrácia. Elektrifikujeme ebonitovú tyčinku na gume a privádzame ju na polyetylénový pás. Ako spolu interagujú? Ebonitovú tyčinku na srsti zelektrizujeme. Vezmime to na pás. Ako spolu interagujú?
Elektrifikované telesá teda môžu buď priťahovať, alebo odpudzovať. Čo môže spôsobiť tento rozdiel v interakcii?
Na základe vykonaných experimentov možno usúdiť, že každé teleso obsahuje dva druhy elektrických nábojov. Ak sú náboje v tele rovnaké, potom teleso nevykazuje elektrické vlastnosti. Tieto vlastnosti sa nachádzajú iba pri elektrifikácii, čo vedie k nerovnováhe elektrických nábojov v tele.
Koncept typov náboja zaviedol v roku 1747 americký vedec Benjamin Franklin. Ebonitová tyčinka z elektrifikácie na vlne a kožušine získava negatívny náboj. Náboj vytvorený na sklenenej tyčinke potretej hodvábom nazval Franklin pozitívny. Ale vo Franklinových časoch existoval iba prírodný hodváb a prírodná kožušina. Dnes je niekedy ťažké rozlíšiť prírodný hodváb a kožušinu od umelého. Dokonca aj rôzne druhy papiera elektrizujú ebonit rôznymi spôsobmi. Ebonit získava negatívny náboj pri kontakte s vlnou (kožušinou) a nylonom, ale kladný náboj pri kontakte s polyetylénom.
Dva druhy poplatkov
Negatívne Pozitívne
(ebonit na kožušine) (sklo na hodvábe)
Už sme sa naučili, že existujú dva druhy náboja, pozitívny a negatívny. Poďme zistiť, ako interagujú.
Demonštrácia. Ebonitovú tyčinku na srsti zelektrizujeme. Dostaneme záporný náboj, nahláste to sultánovi. Nabijeme sklenenú tyčinku na hodváb a prinesieme ju sultánom. Sultán bude priťahovaný prútikom. Elektrifikujme ebonitovú palicu na srsti, prinesme ju sultánovi. Listy sultána sa odhŕňajú.
Vyvodíme záver a zapíšeme do poznámkového bloku:
Náboje rovnakého znamenia odpudzujú
Poplatky iné znamenie sú priťahovaní.
3. Primárna kontrola:
Teraz sa pozrime, čo ste sa naučili o interakcii nabitých telies.
Odpovedzte na otázky na kartičkách.
Ktoré papierové valce zobrazené na obrázku sú nabité a ktoré nie? (Obr.1)
Ktoré valce sú nabité rovnakým znakom? (Obr.1)
Ktoré valce sú nabité rôznymi znakmi? (Obr.1)
Nájdite chybu (obr. 2)
Určte znamienko náboja na guľôčke bez znamienka (obr. 3).
Teraz sa pozrime, ako ste sa naučili, čo je elektrifikácia.
Odpovedzte na testovacie otázky.
Test.
a) zahrieva sa
b) vychladnúť
c) je v pohybe
2 . Elektrické náboje sú...
A) pozitívne.
B) negatívne.
d) rôzne.
3. Ak dôjde k odrazu zelektrizovaného telesa
a) pozitívne;
c) negatívne
d) nenaložené.
a) vykurovanie
b) trenie
c) strečing
d) kontakt
d) zasiahnuť.
Najprv pracujú na teste sami a potom všetko spolu kontrolujeme.
4. Upevnenie
Už vieme, čo je elektrifikácia, aké sú jej metódy. Zistili sme, aké poplatky existujú a ako sa navzájom ovplyvňujú. Teraz si vymenujme dôvody elektrizovania vlasov pri úprave vlasov.
Píšeme do zošita.
- trenie vlasov na oblečení
Trenie vlasov o hrebene
Sušenie vlasov fénom
Nedostatočná vlhkosť vzduchu.
Keď poznáme príčiny elektrizovania vlasov, skúsme pomenovať opatrenia, ako tomu zabrániť. Najprv skúsme experimentálne určiť, aké oblečenie si vybrať, aby sme znížili elektrizovanie vlasov.
Vezmite vlnu do ruky a otrite ju o vlasy. Potom prineste kožušinu do vlasov. Venujte pozornosť sile, ktorou sú vlasy priťahované k srsti.
Vezmite do ruky vatu a premasírujte si ňou vlasy. Potom si prineste vatu do vlasov. Dávajte pozor na silu, ktorou sú vlasy priťahované k bavlne.
Vezmite si hodváb do ruky a premasírujte si ním vlasy. Potom si prineste vatu do vlasov. Venujte pozornosť sile, ktorou sú vlasy priťahované k hodvábu.
Urobte záver o tom, ktorý materiál znižuje elektrizáciu vlasov.
Zaznačme si do zošita prvé opatrenie, ako zabrániť elektrizovaniu vlasov.
Vyberte si oblečenie vyrobené z bavlny, ľanu.
Vezmite si do rúk plastový hrebeň, otrite si ho o vlasy a potom ho priložte k vlasom. Keďže počas elektrizácie sa jedno telo nabije kladne a druhé záporne, ak nosíte hrebeň k vlasom, budú priťahované. Urobte to isté s dreveným hrebeňom.
Urobte záver o tom, ktoré hrebene je najlepšie použiť.
Zapíšte si do zošita.
Používajte hrebene vyrobené z dreva.
Ako obmedziť elektrizovanie pri sušení fénom?
Používajte kondicionéry.
Čo treba urobiť so vzduchompracovný priestor?
Zvlhčujte vzduch.
Dnes sme v triede robili domáce úlohy. Opatrenia, ktoré sme dnes vypracovali, vám pomôžu vo vašej profesionálnej činnosti.
5. Nahrávanie domáca úloha a značenie
Pripravte správu o využití elektrifikácie v každodennom živote a priemysle.
Príloha 1
elektrifikovaný telo | O plexiskle | O gume | O polyetyléne | Ach papier | Oh, kapron |
plexisklo | |||||
Guma | |||||
Polyetylén | |||||
Papier | |||||
Kapron |
elektrifikovaný telo | O plexiskle | O gume | O polyetyléne | Ach papier | Oh, kapron |
plexisklo | |||||
Guma | |||||
Polyetylén | |||||
Papier | |||||
Kapron |
elektrifikovaný telo | O plexiskle | O gume | O polyetyléne | Ach papier | Oh, kapron |
plexisklo | |||||
Guma | |||||
Polyetylén | |||||
Papier | |||||
Kapron |
elektrifikovaný telo | O plexiskle | O gume | O polyetyléne | Ach papier | Oh, kapron |
plexisklo | |||||
Guma | |||||
Polyetylén | |||||
Papier | |||||
Kapron |
PLÁN LEKCIE
1) pôvod slova "elektrina"
2) koncepcia elektrizácie
3) spôsoby elektrizácie
4) typy elektrického náboja
5) interakcia nabitých telies
6) príčiny elektrifikácie počas kaderníctva
Test.
- Teleso, ktoré je elektrifikované...
a) zahrieva sa
b) vychladnúť
c) je v pohybe
d) priťahuje k sebe iné telá
A) pozitívne.
B) negatívne.
c) pozitívne a negatívne
d) rôzne.
Z ebonitovej palice nosenej na kožušine sa potom nabije:
a) pozitívne;
c) negatívne
d) nenaložené.
4. Telo môže byť elektrizované ...
a) vykurovanie
b) trenie
c) strečing
d) kontakt
d) zasiahnuť.
Test.
- Teleso, ktoré je elektrifikované...
a) zahrieva sa
b) vychladnúť
c) je v pohybe
d) priťahuje k sebe iné telá
2. Elektrické náboje sú...
A) pozitívne.
B) negatívne.
c) pozitívne a negatívne
d) rôzne.
3. Ak dôjde k odrazu zelektrizovaného telesa
Z ebonitovej palice nosenej na kožušine sa potom nabije:
a) pozitívne;
c) negatívne
d) nenaložené.
4. Telo môže byť elektrizované ...
a) vykurovanie
b) trenie
c) strečing
d) kontakt
d) zasiahnuť.
PLÁN LEKCIE
1) pôvod slova "elektrina"
2) koncepcia elektrizácie
3) spôsoby elektrizácie
4) typy elektrického náboja
5) interakcia nabitých telies
6) príčiny elektrifikácie počas kaderníctva
7) opatrenia na zabránenie a zníženie elektrifikácie pri vykonávaní kaderníckych prác
PLÁN LEKCIE
1) pôvod slova "elektrina"
2) koncepcia elektrizácie
3) spôsoby elektrizácie
4) typy elektrického náboja
5) interakcia nabitých telies
6) príčiny elektrifikácie počas kaderníctva
7) opatrenia na zabránenie a zníženie elektrifikácie pri vykonávaní kaderníckych prác
Tiež v staroveku bolo známe, že ak vlnu natriete jantárom, začne k sebe priťahovať ľahké predmety. Neskôr bola rovnaká vlastnosť objavená aj u iných látok (sklo, ebonit a pod.). Tento jav sa nazýva elektrifikácia a telesá schopné po trení pritiahnuť k sebe iné predmety sú elektrifikované. Fenomén elektrifikácie bol vysvetlený na základe hypotézy o existencii nábojov, ktoré elektrifikované teleso získava.
Jednoduché experimenty s elektrifikáciou rôznych telies ilustrujú nasledujúce body.
- Existujú dva typy nábojov: kladné (+) a záporné (-). Kladný náboj vzniká pri trení skla o kožu alebo hodváb a záporný $-$ vzniká pri trení jantáru (alebo ebonitu) o vlnu.
- Náboje (alebo nabité telesá) sa navzájom ovplyvňujú. Rovnomenné náboje sa navzájom odpudzujú, opačné priťahujú.
Stav elektrifikácie sa môže prenášať z jedného telesa na druhé, čo je spojené s prenosom elektrického náboja. V tomto prípade môže byť na telo prenesený väčší alebo menší náboj, to znamená, že náboj má hodnotu. Keď sú obe telesá elektrizované trením, získajú náboj, pričom jedno je kladné $-$ a druhé $-$ negatívne. Treba zdôrazniť, že absolútne hodnoty náboje telies zelektrizovaných trením sú rovnaké, čo potvrdzujú početné experimenty.
Po objavení elektrónu a štúdiu štruktúry atómu bolo možné vysvetliť, prečo sú telesá elektrifikované (t. j. nabité) počas trenia. Ako viete, všetky látky pozostávajú z atómov, ktoré sa skladajú z elementárnych častíc $-$ záporne nabitých elektrónov, kladne nabitých protónov a neutrálnych častíc $-$ neutrónov. Elektróny a protóny sú nositeľmi elementárnych (minimálnych) elektrických nábojov. Protóny a neutróny (nukleóny) tvoria kladne nabité jadro atómu, okolo ktorého krúžia negatívne nabité elektróny, ktorých počet sa rovná počtu protónov, takže atóm ako celok je elektricky neutrálny. Za normálnych podmienok sú telesá pozostávajúce z atómov (alebo molekúl) elektricky neutrálne. V procese trenia sa však niektoré elektróny, ktoré opustili svoje atómy, môžu pohybovať z jedného tela do druhého. Pohyb elektrónov v tomto prípade nepresahuje medziatómové vzdialenosti. Ak sa však po trení telesá oddelia, ukáže sa, že sú nabité: telo, ktoré sa vzdalo časti svojich elektrónov, bude nabité kladne a telo, ktoré ich získalo, bude nabité záporne.
Telá sú teda elektrifikované, to znamená, že dostanú elektrický náboj, keď stratia alebo získajú elektróny. V niektorých prípadoch je elektrifikácia spôsobená pohybom iónov. Nové elektrické náboje v tomto prípade nevznikajú. Existuje len rozdelenie dostupných nábojov medzi elektrizujúce telesá: časť negatívnych nábojov prechádza z jedného tela do druhého.
Za normálnych podmienok sú mikroskopické telesá elektricky neutrálne, pretože kladne a záporne nabité častice, ktoré tvoria atómy, sú navzájom spojené elektrickými silami a vytvárajú neutrálne systémy. Ak je narušená elektrická neutralita tela, potom sa takéto telo nazýva elektrifikované telo. Na elektrizovanie telesa je potrebné, aby sa na ňom vytvoril nadbytok alebo nedostatok elektrónov alebo iónov rovnakého znamienka.
Spôsoby elektrifikácie tiel, ktoré predstavujú interakciu nabitých telies, môžu byť nasledovné:
- Elektrifikácia tiel pri kontakte. V tomto prípade pri tesnom kontakte prechádza malá časť elektrónov z jednej látky, v ktorej je väzba s elektrónom relatívne slabá, na inú látku.
- Elektrizácia telies počas trenia. Tým sa zväčšuje kontaktná plocha telies, čo vedie k zvýšenej elektrizácii.
- Vplyv. Vplyv je založený jav elektrostatickej indukcie, teda indukcia elektrického náboja v látke umiestnenej v konštantnom elektrickom poli.
- Elektrifikácia telies pôsobením svetla. Toto je založené na fotoelektrický efekt, alebo fotoelektrický efekt keď pôsobením svetla môžu elektróny vyletieť z vodiča do okolitého priestoru, v dôsledku čoho sa vodič nabije.
záporný náboj telo je spôsobené nadbytkom elektrónov na tele v porovnaní s protónmi, a kladný náboj kvôli nedostatku elektrónov.
Keď dôjde k elektrifikácii tela, to znamená, keď sa záporný náboj čiastočne oddelí od kladného náboja, ktorý je s ním spojený, zákon zachovania elektrického náboja. Zákon zachovania náboja platí pre uzavretý systém, ktorý zvonka nevstupuje a z ktorého nabité častice nevychádzajú. Zákon zachovania elektrického náboja je formulovaný takto:
V uzavretom systéme zostáva algebraický súčet nábojov všetkých častíc nezmenený:
q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = konšt
Kde q 1 , q 2 atď. sú náboje častíc.
Interakcia elektricky nabitých telies
Interakcia telies, ktoré majú náboje rovnakého alebo odlišného znamienka, možno demonštrovať v nasledujúcich experimentoch. Ebonitovú tyčinku zelektrizujeme trením o srsť a dotýkame sa ňou kovového návleku zaveseného na hodvábnej nite. Náboje rovnakého znamienka (záporné náboje) sú rozmiestnené na rukáve a ebonitovej tyči. Pri priblížení záporne nabitej ebonitovej tyče k nabitej nábojnici je zrejmé, že nábojnica sa od tyče odrazí (obr. 1.2).
Ryža. 1.2. Interakcia telies s nábojmi rovnakého znamenia.
Ak teraz k nabitej objímke priložíme sklenenú tyčinku natretú na hodvábe (kladne nabitú), potom sa k nej pritiahne návlek (obr. 1.3).
Ryža. 1.3. Interakcia telies s nábojmi rôznych znakov.
Z toho vyplýva, že telesá s nábojmi rovnakého znamenia (ako nabité telesá) sa navzájom odpudzujú a telesá s nábojmi rôznych znakov (opačne nabité telesá) sa priťahujú. Podobné vstupy sa získajú, ak sa priblížia dvaja sultáni, podobne nabití (obr. 1.4) a opačne nabití (obr. 1.5).
§ 1 Elektrifikácia orgánov
V tejto lekcii budeme diskutovať o takej veci, ako je elektrina, a zistíme, odkiaľ toto slovo pochádza.
Teraz je nemožné si to predstaviť modernom svete bez elektriny a ešte viac bez počítača, chladničky, TV, elektrického osvetlenia atď. Všetky tieto zariadenia fungujú pomocou elektrický prúd a obklopujú nás všade v našich životoch. Technológie spočiatku nie úplne závislé od elektriny, ako napríklad spaľovací motor, sa postupne stávajú históriou, ich miesto aktívne nastupujú elektromotory. Odkiaľ sa teda vzalo slovo „elektrina“?
Slovo „elektrický“ pochádza zo slova „elektrón“ (grécky), znamená „jantár“ (fosílna živica). Aj keď, samozrejme, treba poznamenať, že medzi jantárom a všetkými elektrickými javmi neexistuje priame spojenie, ako sa teda takáto asociácia objavila medzi starovekými vedcami?
Podľa jednej z legiend dcéra slávneho filozofa starovekého Grécka Thalesa z Milétu, ktorý žil v 4. pred Kristom, spriadala vlnu pomocou vretena z drahého kameňa – jantáru. Povedala Thalesovi, že nemôže vyčistiť vreteno od malých kúskov vlny, páperia, nití. Navyše, čím viac čistí vlneným chitónom, tým viac nečistôt sa na vreteno prilepí. Thales nevedel okamžite odpovedať na otázku svojej dcéry.
Večer sa rozhodol skúsiť vyčistiť vreteno a videl, že pri trení v tme boli badateľné iskry. "S mojimi študentmi je niečo, o čom by sme mali premýšľať a o čom premýšľať," povedal Thales.
Fenomén, ktorý si dievča všimlo, Thales nazval elektrina (od slova elektrón - „jantár“).
Pri trení kúska jantáru o kúsok vlnenej látky alebo sklenenej tyčinky o papier je počuť jemné praskanie a v tme dokonca vidieť malé iskričky a samotná tyčinka pomáha priťahovať drobné predmety k sebe.
O telese, ktoré k sebe po trení priťahuje iné telesá, sa hovorí, že mu bol odovzdaný elektrický náboj alebo že bolo zelektrizované.
Elektrifikácia je jav, pri ktorom telesá získavajú vlastnosti na priťahovanie iných telies.
Telá vyrobené z rôzne látky môžu byť elektrifikované. Takže palice vyrobené zo síry, ebonitu a plastu môžete ľahko elektrizovať trením vlny o vlnu. Telá sa trením len preto, aby sa zväčšila plocha ich kontaktu.
Na elektrifikácii sa podieľajú vždy dva telesá a obe sú elektrifikované. Takže pri trení sklenenej tyčinky a kúska papiera sa tyčinka aj papier elektrizujú. Preto papier, podobne ako sklo, k sebe priťahuje malé predmety.
Teleso má elektrický náboj, ktorý priťahuje alebo odpudzuje iné telesá. O takomto tele sa hovorí, že je nabité (má náboj).
Náboj je vlastnosťou telies alebo schopnosťou elektromagnetickej interakcie.
Elektroskop je zariadenie, ktoré umožňuje zistiť prítomnosť náboja v tele a vyhodnotiť ho.
Vodivá izolovaná tyč je hlavnou časťou elektroskopu, na ktorej je upevnená šípka, ktorá sa môže voľne otáčať. Keď sa objaví náboj, šípka a tyč sú nabité nábojmi rovnakého znamienka, v dôsledku čoho odpudzovaním vytvárajú uhol vychýlenia, ktorého hodnota je úmerná prijatému náboju.
§ 2 Spôsoby elektrifikácie orgánov
K elektrifikácii tiel dochádza v rôznych prípadoch.
Spôsoby elektrifikácie tiel:
·kontakt
Uvažujme o niektorých z nich.
Ebonit dostane záporný náboj a vlna - kladný náboj, ak potriete ebonitovou tyčinkou o vlnu. Pomocou elektroskopu sa zisťuje prítomnosť týchto nábojov. Na dosiahnutie tohto výsledku je potrebné dotknúť sa tyče elektroskopu ebonitovou tyčinkou alebo vlnenou handričkou. V tomto prípade časť náboja skúšobného telesa prechádza na tyč. Všimnite si, že dochádza ku krátkodobému elektrickému prúdu.
Môžete zvážiť interakciu dvoch papierových rukávov zavesených na nite, jedného nabitého z ebonitovej tyčinky a druhého z vlnenej látky.
Všimnite si, že sa navzájom priťahujú. To znamená, že predmety s opačným nábojom sa navzájom priťahujú. Nie každá látka dokáže prenášať elektrický náboj.
Vodiče sa nazývajú látky, cez ktoré sa prenášajú náboje, a látky, cez ktoré sa náboj neprenáša, sa nazývajú nevodiče - dielektriká (izolanty). To sa dá zistiť pomocou elektroskopu, ak ho spojíte s nabitým telesom, látkami rôzneho druhu.
Pri popise elektrifikácie trením sa na experiment vždy berú len dobré izolanty – jantár, ebonit, sklo, hodváb. Otázka - prečo? Vysvetlime si to: v izolantoch, kde náboj vznikol, tam zostáva a nemôže prejsť celým povrchom tela k iným telesám, ktoré sú s ním v kontakte. Ak sú obe trecie telesá kovové s izolovanými rukoväťami, potom experiment zlyhá, pretože nie je možné ich od seba oddeliť naraz po celom povrchu.
Kvôli drsnosti povrchu telies v momente oddelenia musia zostať nejaké posledné dotykové body, cez ktoré v poslednej chvíli unikajú prebytočné elektróny a oba kovy sa vybijú.
Zvážte elektrifikáciu kontaktom. Ak parafínovú guľu ponoríme do destilovanej vody a potom ju vyberieme, nabije sa parafín aj voda.
Prečo teda k elektrifikácii vody a parafínu došlo bez trenia? Ujasnime si: ukazuje sa, že pri elektrizovaní trením sa plocha kontaktu iba zväčšuje a vzdialenosť medzi atómami trecích telies sa zmenšuje. Pri experimente s vodou a parafínom nemôže drsnosť zabrániť priblíženiu ich atómov.
Môžeme teda povedať, že trenie nie je predpokladom elektrifikácie telies. Aký je dôvod, že v týchto prípadoch dochádza k elektrifikácii?
§ 3 Princíp činnosti elektrofórového stroja
Práca elektrofórového stroja je založená na elektrifikácii tela prostredníctvom vplyvu. Elektrifikované telo interaguje s akýmkoľvek elektricky neutrálnym vodičom.
Keď sa takéto telesá k sebe priblížia, v dôsledku elektrického poľa nabitého telesa dochádza v druhom tele k prerozdeleniu nábojov. Náboje, ktoré majú opačné znamienko ako nabité telo, sú umiestnené bližšie k nabitému telu. Ďalej od nabitého telesa vo vodiči (objímka alebo valec) sú náboje rovnakého mena s nabitým telesom.
Vzdialenosť kladného a záporného náboja vo valci od lopty je odlišná, preto prevládajú príťažlivé sily, valec sa odchyľuje smerom k elektrifikovanému telesu. V prípade, že sa ruka dotkne vzdialenejšej strany tela od nabitej lopty, telo skočí na nabitú loptu. Znížením odpudivých síl elektróny skáču do ruky.
§ 4 Zhrnutie lekciu
Elektrifikácia je jav, pri ktorom telesá získavajú vlastnosti na priťahovanie iných telies.
Elektrifikácia môže prebiehať nasledujúcimi spôsobmi:
kontakt;
prostredníctvom vplyvu;
pri dopade;
trenie.
Látky sú buď elektropozitívne alebo elektronegatívne.
Je možné predpovedať, aké náboje dostanú interagujúce telesá, ak poznáte príslušnosť látok.
Trenie len zväčšuje oblasť kontaktu.
Látky sú vodiče a dielektriká.
Izolátory akumulujú náboje v miestach kontaktu (kde sa tvoria).
Náboje vo vodičoch sú rozložené rovnomerne po celom objeme.
Zoznam použitej literatúry:
- Peryshkin A.V. Fyzika 8.- M.: Drop, 2004.
- Kabardin O.F. Príručka fyziky. - M.: Drop, 1997.
- Lukashik V.I. Zbierka úloh z fyziky. – M.: Yakhont, 2000.
Použité obrázky:
