Электризация тел(уч.10кл.Стр.350-352)

Определение и примеры

Физическая модель процесса электризации

Способы электризации тел и примеры их использования

Непосредственное действие электромагнитных сил между телами не обнаруживается, так как тела в обычном состоянии электрически нейтральны. Нейтрален атом любого вещества, число электронов в нем равно числу протонов в ядре. Положительно и отрицательно заряженные частицы связаны друг с другом электрическими силами и образуют нейтральные системы.

Макроскопическое тело заряжено электрически в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с каким-либо одним знаком. Так, отрицательный заряд обусловлен избытком электронов по сравнению с числом протонов, а положительный – недостатком электронов.

Электризация – процесс получения электрически заряженных макроскопических тел из электронейтральных

Первые наблюдения притяжения и отталкивания тел в результате трения отмечены в Греции в VI в.д.н.э. После полировки янтарь притягивал кусочки бумаги, волосы.

Взаимодействие тел в результате трения было названо электрическим (от греч. electron – янтарь)

Степень электризации тел характеризуется значением и знаком электрического заряда, полученного телом.

Каучук, натертый о мех, оказывается отрицательно заряженным.

Стекло, натертое о шелк, - положительно заряженным.

При этом мех заряжается положительно, а шел – отрицательно.

Причина электризации – в различии энергии связи электрона с атомом у разных веществ. При взаимном трении одни вещества отдают электроны, а другие их присоединяют.

Заряды взаимодействующих при электризации веществ равны по модулю.

(см. закон сохранения заряда)

С помощью опыта можно доказать, что при электризации трением ода тела приобретают заряды, противоположные по знаку, но одинаковые по модулю.

Заряды приобретаемые при электризации всегда кратны заряду электрона «е» и являются дискретными.

Существует три способа электризации тел:

1. Электризация через трение - трибоэлектризация.

2. Электризация наведением (явление электростатической индукции).

3. Электризация с помощью электритирования. РАСШИФРОВАТЬ ПОНЯТИЕ

Электрические заряды сохраняются на заряженных телах различное время в зависимости от способа электризации: трением или наведением – короткое время; электритированием - - годы и десятки лет.

При трении стекла об асбест, стекло заряжается отрицательно, а асбест – положительно.

Это означает, что одно и тоже вещество при трении с различными веществами может получать заряд разного знака.

Электризация вещества может происходить не только в результате трения, но и в результате соприкосновения с заряженным телом, нагревании, световом облучении и т.д.

Электризация при облучении используется, например, в ксероксе.

При электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда:

В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной

q₁ + ... + q_n = const

Электрический заряд(уч.10кл.Стр.347-349,356)

Определение электродинамики и электростатики

Электромагнитное взаимодействие

Определение электрического заряда

Единица измерения.

Эталон заряда(уч.10кл.стр.356 см. закон Кулона)

Виды электрических зарядов

Элементарный электрический заряд (элементарные частицы)

Квантование заряда

Закон сохранения заряда (см.ниже)

Если частицы взаимодействуют друг с другом с силами, которые убывают с увеличением расстояния так же, как и силы всемирного тяготения, но превышают силы тяготения во много раз, то говорят, что эти частицы имеют электрический заряд. Сами частицы называются заряженными. Бывают частицы без электрического заряда, но не существует заряда без частицы.

Взаимодействия между заряженными частицами носят название электромагнитных. Электрический заряд определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий подобно тому, как масса определяет интенсивность гравитационных взаимодействий.

Наличие электрического заряда у частиц означает лишь существование определенных силовых взаимодействий между ними.

Понятие заряда является фундаментальным и не может быть сведено или выражено через другие понятия.

Способность частиц (или тел) к электромагнитному взаимодействию характеризует электрический заряд.

Электрический заряд – физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия.

Создать макроскопический эталон единицы электрического заряда невозможно из-за утечки заряда. Естественно было бы за единицу принять заряд электрона, что и сделано в атомной физике, но этот заряд слишком мал и поэтому пользоваться им в качестве единицы неудобно.

В СИ единица заряда является не основной, а производной и эталон для нее не вводится. Она определяется с помощью Ампера – основной единицы СИ.

Единица электрического заряда – Кл (Кулон) (в честь французского ученого Кулона Шарля Огюстена)

Обозначение - q

Кулон – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока в 1 А за 1 с

Существует два вида электрических зарядов – положительные и отрицательные.

Выбор названия зарядов был исторической случайностью.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.

Носителями заряда могут быть элементарные частицы, атомы, молекулы, макроскопические тела.

Экспериментально было установлено, что существует минимальное значение электрического заряда, одинаковое по модулю для положительных и отрицательных зарядов. Отделить часть такого заряда невозможно.

Если элементарная частица имеет заряд, то его значение, как показали опыты, строго определено. (Опыт Милликена-Иоффе по определению заряда электрона)

Наименьший электрический заряд имеют элементарные частицы.

Протон обладает минимальным положительным зарядом,

электрон – минимальным отрицательным

е = 1.6 *10^-19 Кл

Результирующий заряд атома или молекулы складывается из зарядов протонов и электронов, входящих в их состав

Q = ne

e = 1,6*10^-19 Кл минимальный заряд

Квантование заряда:

Электрический заряд дискретен (квантован)

Суммарный заряд пропорционален величине минимального заряда.

Макроскопические тела, состоящие из нейтральных атомов, электрически нейтральны.

Нарушение электронейтральности возможно при удалении электронов из электронных оболочек атомов или при добавлении электронов к электронным оболочкам.

Атомы с удаленными или добавленными электронами приобретают заряд и называются ионы.

Обозначение: Li⁺ Li^- - однозарядные положительный и отрицательный ионы.

При удалении электронов – ионизации – тело заряжается положительно.

Обычно результирующий избыточный заряд тела много меньше полного заряда протонов и электронов в отдельности, так как удается ионизовать лишь незначительную часть атомов образца.