Объяснение электризации

В § 8-а мы изучили строение атома (положительно заряженное ядро и «электронные облака») и строение металлов (положительно заряженные ионы и «электронный газ»). Это позволит нам объяснить явление электризации. Сделаем это.

Объяснение электризации

     

При трении тел друг о друга «трутся» именно электронные облака атомов, из которых эти тела состоят. А так как электроны слабо связаны с ядрами своих атомов, то электроны могут отделяться от «своих» атомов и переходить на другое тело. В результате на нём возникаетизбыток электронов (и тело приобретает отрицательный заряд), а на первом теле – недостаток электронов (и оно становится положительно заряженным).
Итак, электризация трением объясняется переходом части электронов от одного тела к другому, в результате чего тела заряжаются разноимённо. Поэтому тела, наэлектризованные трением друг о друга, всегда притягиваются (см. § 8-б).
Объяснение электризации
Кроме электризации трением, которую мы только что объяснили, существует также и электризация индукцией (от лат. «индукцио» – наведение, возникновение). Рассмотрим её на опыте, – см. рисунок.
Имеются два незаряженных металлических шара, которые касаются друг друга (а). Затем к одному из них подносят, не касаясь его, наэлектризованную палочку (б), после чего второй шар отодвигают (в). Теперь палочку можно убрать, – шары будут разноимённо заряженными.
Объяснение электризации
Обясним опыт. Сначала металлические шары не были заряжены. Это значит, что электронный газ присутствовал в шарах в равных количествах (а). Поскольку палочка стеклянная, считаем её заряд положительным (см. § 8-б). Она притягивает отрицательно заряженные частицы шаров – электроны. Поэтому электронный газ «перетекает» в левую часть левого шара, и в этом месте образуется скопление отрицательного заряда (б).
Положительные ионы металла прочно связаны друг с другом (они и есть металл), поэтому никуда не «перетекут». Значит, во всех остальных частях шаров возникнет недостаток электронов, то есть положительный заряд. Если в этот момент, не убирая палочки, раздвинуть шары (в) и лишь затем убрать её, шары останутся разноимённо заряженными (г).
Итак, электризация индукцией объясняется перераспределением электронного газа между телами (или частями тела), в результате чего тела (или части тела) заряжаются разноимённо.
Однако возникает вопрос: все ли тела поддаются электризации индукцией? Можно проделать опыты и убедиться, что пластмассовые, деревянные или резиновые шары можно легко наэлектризовать трением, но невозможно индукцией. Объясним это.
Электроны в резине, древесине и пластмассе не являются свободными, то есть не образуют электронного газа, который может перетекать на другие тела. Поэтому для электризации тел из этих веществ необходимо прибегнуть к их трению, способствующему интенсивному отделению электронов от атомов и переходу на другое тело.
Объяснение электризации
Итак, по электрическим свойствам все вещества можно разделить на два вида. Диэлектрики – вещества, не имеющие свободных заряженных частиц и потому не проводящие заряд от одного тела к другому.Проводники – тела и вещества со свободными заряженными частицами,которые могут перемещаться, перенося заряд в другие части тела и к другим телам. Это иллюстрирует рисунок с электроскопами, пластмассовой линейкой (б) и металлической проволокой (в).

 

Страница обновлена: 27.09.2016