Текст №3.11 (Электродинамика)

Когда стала ясна электрическая природа молнии, Бенджамен Франклин смог осуществить главное изобретение своей жизни – громоотвод. Опыты с громоотводом Франклин проводил в 1760 году, но ещё в 1754 году чешский священник Прокопий Дивиш построил громоотвод и установил его на своём доме в Прендице (Богемия).

Громоотвод, по словам Франклина, «…либо предотвращает удар молнии из облака, либо уже при ударе отводит его в Землю без ущерба для здания.

Нижний конец прутка должен уходить в землю настолько, чтобы достичь влажного грунта, возможно, на глубину в два или три фута. А если пруток изогнут так, чтобы он отходил под землёй в горизонтальном направлении на расстояние в шесть-восемь футов наружу от фундамента и затем снова изгибался вниз на три-четыре фута, то он предохранит от повреждения любую часть кладки фундамента.

Лицо, опасающееся молнии и находящееся во время грозы в не совсем надёжном доме, поступит хорошо, избегая садиться около камина, зеркала или любой позолоченной картины и панели. Безопаснее всего сесть в кресло посреди комнаты, положив свои ноги на другое (только не под металлической люстрой, спускающейся с потолка на цепи). Ещё безопаснее положить два-три матраца или перины на середине комнаты, сложить их вдвое и водрузить на них кресло, и поскольку те проводят хуже стен, молния не может пойти по ломаному пути через воздух комнаты и матрацы, если она имеет лучший и сплошной проводник в стене. Там, где это возможно, следует подвесить на шёлковых шнурах на равном расстоянии от стен, пола и потолка гамак или подвесную кровать, что даст самое надёжное укрытие, которое только можно создать в комнате и которое действительно может считаться совершенно безопасным от удара молнии».

Такие предостережения могут сейчас показаться забавными, но тогда они были вполне злободневны.

Выполните задания к тексту:

1. По данному тексту составьте краткий рассказ и план ответа с использованием таблиц, схем, графиков, рисунков, пояснительных чертежей и т.п.

2. Дайте определение физических терминов, встречающихся в тексте, объясните их физический смысл.

3. Какая информация из текста может быть для Вас полезна в повседневной жизни?

4. На основании каких физических законов можно объяснить описанное в тексте явление (процесс)? От каких факторов (параметров) и как зависит протекание описанного в тексте явления (процесса)? Что изменится в протекании явления, если изменить тот или иной параметр?

5. Если в тексте идет речь о нескольких объектах (явлениях, процессах): Что общего в описании различных объектов (явлений, процессов) в этом тексте? Чем они отличаются?

6. Какие известные Вам явления (процессы) описываются теми же физическими законами (подчиняются тем же закономерностям) или характеризуются теми же физическими величинами?

Текст №3.12 (Электродинамика)

В те моменты, когда мы обращаемся к начальному этапу возникновения отечественной науки, на память приходят имена А. Г. Столетова и Н. А. Умова, П. Н. Лебедева и, разумеется, А. Ф. Иоффе – выдающегося физика-экспериментатора первой половины ХХ века, талантливого воспитателя научных кадров, создателя крупнейшей научной физической школы в СССР.

В эпоху становления квантовых представлений учёный с большим мастерством истинного экспериментатора доказывает квантовую природу фотоэффекта и дискретность электрического заряда. Экспериментальное доказательство существования электрона и наличие у него элементарного электрического заряда А. Ф. Иоффе осуществляет в 1913 году в опытах по фотоэффекту, которые проводит в своей лаборатории при Санкт-Петербургском политехническом институте.

Опираясь на уже установленные факты существования «свободного электричества, отрицательного знака его и универсальности его удельного заряда», А. Ф. Иоффе совершенствует методику Р. Милликена: «В пространство между горизонтальными пластинками конденсатора вводятся мелкие металлические частицы. Они освещаются слабо сходящимся пучком света вольтовой дуги и наблюдаются в слабо увеличенный микроскоп, поставленный перпендикулярно к освещающему пучку… Если частичка заряжена, то в однородном электрическом поле конденсатора к силе тяжести присоединяется электрическая сила, изменяющая скорость движения частички».

На основании проведённого экспериментального исследования А. Ф. Иоффе отмечает, что « металлы под влиянием света теряют отрицательный заряд не непрерывно, а скачками, отделёнными друг от друга значительными промежутками времени. Величины зарядов, теряемых одной и той же частичкой, точно равны между собой, и только в нескольких случаях наблюдается в короткое время потеря двух элементарных зарядов». Подведя предварительные итоги проведённого эксперимента и учитывая результаты, ранее полученные Р. Милликеном, А. Ф. Иоффе приходит к заключению: «опытное доказательство существования электрона можно считать законченным».

Выполните задания к тексту: