Тесты к лекции №1.

Тест 1.1. Благодаря какому материалу электрон получил свое название?

 Янтарю

 Эбониту

 Меди

 Цинку

Тест 1.2. Электромагнитную теорию поля разработал …

 Джемс Клерк Максвелл

 Майкл Фарадей

 Василий Владимирович Петров

 Андре-Мари Ампер

Тест 1.3. Класс "изоляторов" открытых И.В. Курчатовым:

 Сегнетоэлектрики

 Ферромагнетики

 Диэлектрики

 Полупроводники

Тест 1.4. С чем связано имя советского академика Л.А. Арцимовича:

 Работы по управляемому термоядерному синтезу

 Создание теории проводимости

 Открытие электрической дуги

 Работы о кривизне Вселенной

Тест 1.5. Кто первым зарегистрировал космическое радиоизлучение?

 Джек Килби

 Роберт Нойс

 Карл Янский

 Гроут Ребер

 Гульельмо Маркони

Заряд и поле. Закон Кулона. Напряженность поля[11]

2.1. Понятие электрического заряда и его свойства.

2.2. Закон Кулона.

2.3. Электрическое поле и его характеристики.

2.1. Понятие электрического заряда и его свойства

Во многих науках существуют базовые понятия, которым нельзя дать определения, но можно описать их свойства. В геометрии таким понятием является точка, в электродинамике – заряд.

Электрический заряд, источник электромагнитного поля, связанный с материальным носителем; внутренняя характеристика элементарной частицы, определяющая ее электромагнитное взаимодействие. Вся совокупность электрических и магнитных явлений есть проявление существования, движения и взаимодействия электрического заряда [1].

Рассмотрим ряд опытов, иллюстрирующих основные свойства заряженных тел [8,9].

Опыт 2.1. Взаимодействие электрических зарядов[8,9]

Оборудование:

1. Станиолевые гильзы на нитях.

2. Два штатива.

3. Стеклянная и эбонитовая палочки.

4. Шелк, шерсть.

Рис. 2.1.

Ход работы:

1.Подвесьте на стойках на небольшом расстоянии друг от друга две гильзы.

2.Отрегулируйте длину нити – гильзы должны висеть на одном уровне.

3.Зарядите одну из них. Другую начинайте приближать. В первый момент они притянутся друг к другу, прикоснутся и резко разлетятся в разные стороны. Продолжайте сближать до полного их соприкосновения, однако гильзы останутся разведенными, под углом друг к другу. Еще раз убеждаемся: одинаково заряженные тела отталкиваются.

4.Между гильзами поместите палочку, имеющую тот же знак заряда, – гильзы разойдутся на больший угол. Перемещайте палочку – и гильзы будут ее «сопровождать». В этом опыте мы имеем три одинаково заряженных тела, отталкивающихся друг от друга.

Выводы: одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

Опыт 2.2.Электризация трением. [8,9]

Цель работы:

Демонстрация явления электризации тел трением.

Оборудование:

1. Демонстрационный электроскоп

2. Цилиндр Фарадея

3. 2 плексигласовых диска (с мехом и без)

Рис2.2.

1. Потерев один плексигласовый диск о другой, по очереди вносят диски в цилиндр Фарадея, не касаясь его стенок и дна, таким образом не передавая заряд на электроскоп.

2. При вносе любого из дисков отклонение происходит на один и тот же угол. Обратите внимание, после извлечения заряженного диска, хорошо видно, что на электроскопе заряда не остается.

3. Если сложить оба диска вместе и внести их в цилиндр Фарадея, то никакого отклонения у электроскопа не возникает.

Выводы: По модулю оба полученных заряда одинаковы, и их суммарный заряд равен нулю.

Опыт 2.3. Электростатическая индукция[8,9]

Оборудование:

1. Штатив изолирующий с легко вращающейся насадкой.

2. Стеклянная и эбонитовая палочки.

3. Шелк, шерсть.

4. Деревянная линейка.

Рис. 2.3.

Ход работы:

1.Поднесите наэлектризованную палочку к деревянной линейке-«карусели».

2.Линейка поляризуется и начнет притягиваться к палочке. С помощью заряженной палочки вы можете заставить линейку вращаться.

Выводы: наблюдается электризация через влияние (на расстоянии).

Положительные и отрицательные заряды внутри линейки перераспределяются и она ведет себя как заряженное тело, хотя количество зарядов того и другого знака в ней одинаково.

Опыт 2.4.Электризация через влияние.

Цель работы: продемонстрировать электризацию через влияние.

Оборудование:

1. 2 металлических цилиндра.

2. 2 электроскопа

3. Шелк, шерсть.

4. Стеклянная палочка

Рис.2.4.

Ход работы.

1. Вся система находится в разряженном состоянии.

2. Натираем мехом стеклянную палку, подносим ее к одному из цилиндров. Видим, что показания электроскопов отличаются от нуля, после чего раздвигаем цилиндры.

3. Затем, поднеся палку к одному из электроскопов, наблюдаем, что его показания увеличиваются. Проделав то же с другим электроскопом, мы обнаружим, что его показания уменьшаются.

4. Если свести эти два цилиндра вместе, то показания электроскопов уменьшаются до нуля.

Выводы: Один из цилиндров заряжен положительно(показания электроскопа увеличиваются), один-отрицательно(показания электроскопа уменьшаются). При сведении цилиндров заряды компенсируют друг друга.

Таким образом, можно сказать, какое-либо тело имеет электрический заряд либо при нарушении баланса между положительно и отрицательно заряженными частицами в нем, либо при их неравномерном распределении по объему тела.

Свойства заряда.

Биполярность. Существует два рода зарядов, условно называемых положительными "+" и отрицательными "–". Причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

Дискретность (дробление или прерывистость). Заряд любого тела является кратным некоторой величине, а именно элементарному заряду электрона ( Кл). Данное представление о заряде просуществовало до шестидесятых годов, когда появилась теория кварков – частиц с дробными зарядами и :

. (2.1)

Закон сохранения заряда. Алгебраическая сумма зарядов в изолированной (изолированная система включает все взаимодействующие тела) системе есть величина постоянная: