Что означает фраза тело получило электрический заряд

Что означают слова «тело получило электрический заряд»?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Этот вездесущий электрический заряд

Открытый урок объяснения нового материала. 8-й класс

Задачи урока: объяснить происхождение термина «электричество»; раскрыть механизм электризации тел при соприкосновении; охарактеризовать взаимодействие заряженных тел. Оборудование: демонстрационное – стеклянная, эбонитовая палочки; шерстяной и шёлковый лоскутки, мелкие кусочки бумаги, фольги, пенопласта; воздушные шары, штатив, гильзы из фольги; фронтальное – полиэтиленовая плёнка, пластмассовая линейка, деревянная палочка, резиновая полоска, штатив, нить, гильзы из фольги. Раздаточный материал: бланки опорных конспектов (ОК, см. с. ??); задания «Проверь себя», схемы-заготовки «Использование, вред и нейтрализация статического электричества». Оформление класса: портреты Фалеса, М.В.Ломоносова, Б.Франклина, Ш.Дюфе; плакаты «Использование статического электричества», «Вред статического электричества», «Нейтрализация статического электричества». Ход урока Учитель. Наблюдая за взаимодействиями между телами, мы замечаем, что они могут происходить как при непосредственном соприкосновении, так и на расстоянии. Пожалуй, самым известным действием тел друг на друга на расстоянии является их гравитационное притяжение. В повседневной жизни падение на Землю какого-нибудь предмета редко вызывает удивление. Неизбежность подобного события делает его обыденным. Другой вид действия на расстоянии, который мы сегодня с вами рассмотрим, может проявляться и как притяжение, и как отталкивание между телами. Тема нашего урока «Этот вездесущий электрический заряд». Наши задачи: выяснить, что такое электрический заряд; ответить, что значит наэлектризовать тело; выяснить виды электрических зарядов; определить экспериментально, при каких условиях происходит электризация тел и каков характер взаимодействия зарядов; обсудить роль электризации в природе. У каждого на столе лежит бланк – лист с заготовкой будущего опорного конспекта. По ходу изучения темы будем заполнять конспект, который поможет вам подготовиться к следующему уроку. (Рассказ о Фалесе.)

В античной Греции философ Фалес, натирая меховой шкуркой янтарь, кусочек окаменевшей смолы хвойных деревьев, с удивлением наблюдал, как янтарь после этого начинал притягивать к себе перья птиц, пух и сухие листья. Янтарь по-гречески [электро], поэтому это явление получило название электризация, а впоследствии возник термин электричество. Но не только янтарь обладает таким свойством, многие предметы после натирания тоже притягивают к себе лёгкие тела. При этом говорят, что они электризуются, т.е. приобретают электрический заряд. Наблюдаемые явления в начале XVII в. были названы электрическими.

Учебный эксперимент 1 (УЭ1)

Демонстрация: взаимодействие стеклянной палочки и шёлкового лоскутка; органического стекла и бумаги; эбонита (каучука с большой примесью серы) и меха (сукна); притяжение тонких струек воды к стеклянной палочке.

Учитель. Что наблюдаем? Как называется наблюдаемое явление? Что значит наэлектризовать тело? Сколько тел участвовали в электризации в каждом опыте? Каким образом мы наэлектризовали тела?

Учащиеся. Притяжение мелких кусочков бумаги к палочкам. Электризация. Сообщить ему электрический заряд. Два. Соприкосновением, трением, увеличиваем площадь соприкосновения тел.

Учебный эксперимент 1 (продолжение УЭ1)

Фронтальный эксперимент: исследование электризации различных тел (приборы и материалы, а также порядок выполнения работы см. в ОК на с. 14).

Учитель. Выполните эксперимент, результаты наблюдений запишите в таблицу ОК. Сделайте выводы по УЭ1 и запишите их в ОК. (Ответы учащихся даны светлым шрифтом. – Ред.)

Заряд возникает везде: при игре в баскетбол, волейбол, сидении на стуле, игре на музыкальных инструментах, когда вы причёсываетесь, листаете книгу, пишите ручкой, при движении автомобиля, при движении пара вверх и т.п. Но почему-то мы не обращаем на него внимания и считаем электризацию редким явлением. Почему же?

(Учащиеся обсуждают и делают вывод: заряд маленький.)

Учебный эксперимент 2 (УЭ2)

Демонстрация: взаимодействие одноимённых и разноимённых зарядов; отталкивание подвешенной на непроводящей нити гильзы из тонкой фольги от пластмассовой (эбонитовой) палочки, натёртой о шерсть, после прикасания к ней (в итоге оба тела заряжаются отрицательно); притягивание такой же гильзы после предварительного прикасания к ней стеклянной палочки, натёртой о шёлк (гильза заряжается положительно), а также пластмассовой (эбонитовой) палочки, натёртой о шерсть (вариант: опыт с воздушными шарами).

Учитель. Что наблюдаем? Чем вызвано различие во взаимодействии наэлектризованных тел?

Учащиеся. Отталкивание в первом случае, притяжение во втором. Разными по знаку зарядами.

Учитель. Электрический заряд, полученный на стеклянной палочке, потёртой о шёлк, отличается от заряда на эбонитовой палочке, потёртой о мех. Заряд стеклянной палочки, потёртой о шёлк, условились называть положительным (+), заряд эбонитовой палочки, потёртой о мех, – отрицательным (–).

Наэлектризованные тела притягиваются, если они заряжены разноимённо, и отталкиваются, если они заряжены одноимённо. (Рассказывает о Ш.Дюфе и Б.Франклине.)

Считается, что первым учёным , аргументированно отстаивавшим точку зрения о существовании двух видов зарядов, был француз Шарль Дюфе (1698–1739). В опубликованной в 1733 г. работе он вводит термины «смоляное» и «стекольное» электричество и указывает на характер взаимодействия между одноимёнными и разноимёнными зарядами. В современной терминологии «смоляное» электричество соответствует отрицательным зарядам, а «стекольное» – положительным.

Самым убедительным оппонентом теории существования двух видов зарядов был знаменитый американец Бенджамuн Франклuн (1706–1790). Он первым ввёл понятие о положительных и отрицательных зарядах. Однако объяснял он наличие этих зарядов у тел соответственно избытком или недостатком в телах некоей общей электрической материи. Эта особая материя, впоследствии названная флюидом Франклина, по его мнению, обладала положительным зарядом. Таким образом, получалось, что при электризации тела либо приобретают, либо теряют только положительные заряды. По современным представлениям, в большинстве случаев контактной электризации тела обмениваются элементарными отрицательными зарядами – электронами.

Пожалуй, самым оригинальным образом доказывал существование двух видов зарядов англичанин Роберт Симмер (1707–1763). Он обратил внимание на необычное поведение своих шерстяных и шёлковых чулок. Снятые вечером чёрные шерстяные и белые шёлковые чулки эффектно раздувались, принимая форму ноги, если только лежали порознь. При размещении одного чулка внутри другого они принимали обычный вид. Поднесённые друг к другу, все четыре чулка причудливо переплетались, подобно змеям. Основываясь на своих наблюдениях, Симмер стал рьяным сторонником теории двух видов зарядов, за что был прозван современниками «раздутым философом». Но он оказался прав. Выражаясь современным языком, его шёлковые чулки имели отрицательные, а шерстяные – положительные заряды. Этим и объяснялось их поведение.

Учебный эксперимент 2 (продолжение УЭ2)

Фронтальный эксперимент: исследование характера электризации различных тел (приборы и материалы, а также порядок выполнения работы см. в ОК, с. 14).

Учитель. Выполните эксперимент 2, результаты сведите в таблицу ОК, сделайте выводы и запишите их в ОК.

Мы сегодня экспериментально изучили явление накопления электрических зарядов, т.е. статическое электричество. Вот как описывает поэт один из видов статического электричества (читает отрывок из стихотворения Е.Б.Кульман*). ( * См. № 1/06, с. 18. Елизавета Борисовна Кульман (1808–1825) с детских лет отличалась поразительной одарённостью, переводчица, владевшая 14 языками и умершая в 17 лет от простуды, полученной во время очередного петербургского наводнения. Поэзия Кульман вдохновила одного из крупнейших композиторов мира Р.Шумана: в 1851 г. он сочинил на стихи Кульман два вокальных цикла. Благодаря этим шумановским опусам петербургская поэтесса вошла в историю мировой культуры. – Ред.)

Молния – это величественное и грозное явление природы, невольно вызывающее чувство страха. Долгое время человек не умел объяснять причин грозовых явлений. Люди считали грозу деянием богов, наказывающих человека за грехи. Природа молнии стала проясняться после исследований, проведённых в ХVIII столетии М.Ломоносовым, Г.Рихманом и Б.Франклином.

Объяснение М.В.Ломоносова было таким. В земной атмосфере воздух находится в постоянном движении. Благодаря трению восходящих и нисходящих воздушных потоков друг о друга частички воздуха электризуются и, сталкиваясь с капельками воды в облаках, отдают им свой заряд. Таким образом, в облаках со временем скапливаются весьма большие заряды. Они-то и являются причиной молний. Пытаясь зарядить «небесным» электричеством во время грозы железный стержень, погиб помощник Ломоносова Георг Рихман. Сам Ломоносов во время подобных опытов тоже не раз подвергался смертельной опасности. Но новое влекло неудержимо. Недаром он записал в дневнике: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением».

На другом конце земного шара, в Америке, в те же годы работал учёный столь же разносторонний, как Ломоносов, – Бенджамен Франклин. Русский и американский исследователи не были знакомы друг с другом, но их роднило многое. Оба, например, писали остроумные стихи, увлекались искусством и примерно в одно и то же время занялись изучением. атмосферного электричества. К счастью, очень рискованные опыты Франклина окончились благополучно для него. Ведь он тоже вызывал молнию на себя, запуская во время грозы высоко в небо воздушного змея на влажной бечёвке. «Вода проводит электричество, и если молния имеет электрическую природу, то она спустится, – подумал Франклин, – по мокрой верёвке». И молния действительно послушно ударила в землю рядом с Франклином!

Мы постоянно находимся в океане электрических разрядов, создаваемых многочисленными машинами, станками и самим человеком (например, когда мы ходим, причёсываемся). Эти разряды, конечно, не такие мощные, как природные молнии, поэтому мы не замечаем их, если не считать лёгких уколов, которые иногда испытываем, коснувшись рукой металлического предмета или другого человека. Но ведь такие разряды существуют и могут так же, как и большие молнии, вызывать пожары и взрывы, приводить к значительным убыткам, повреждениям и увечьям, если мы не будем знать, отчего они возникают и как от них защищаться.

Использование статического электричества и борьба с ним (по схемам)

Оно может служить человеку:

в лечебных целях – электростатический душ, положительно воздействующий на весь организм, электроаэрозоли для лечения органов дыхания;
для очистки воздуха от пыли, сажи, кислотных и щелочных паров – электростатический фильтр;
для размножения чертежей, графиков, текстов – электрокопировальные устройства (в частности, ксерокс); для быстрой и прочной окраски тканей;
для копчения рыбы – электрокамеры, где конвейер с рыбой, заряженной положительно, движется под электродами, заряженными отрицательно; такое копчение происходит в десятки раз быстрее, чем обычным способом.

Статическое электричество может причинять вред как на производстве, так и в быту, так что зачастую с ним приходится бороться. Так, при трении о воздух самолёт электризуется, поэтому после посадки к нему нельзя сразу же приставлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолёт разряжают, для чего опускают на землю металлический трос, соединённый с обшивкой самолёта, и заряд уходит в землю. Микроразряды возникают, когда вы ходите по полу, покрытому полимерным покрытием, или снимаете синтетическую одежду.

Чтобы нейтрализовать вредное действие статического электричества:

на производстве заземляют станки и машины, увлажняют воздух, используют специальные нейтрализаторы зарядов;
дома увлажняют помещения, используют специальные добавки к воде при мытье полов, сбрызгивают антистатиком одежду.

Давайте посмотрим на содержание нашего ОК и повторим материал: о каких явлениях мы сегодня говорили? что значит наэлектризовать тело? Приведите примеры возникновения электрического заряда (игра в баскетбол, волейбол, «ёрзание» на стуле, игра на музыкальных инструментах, причёсывание, листание книг, письмо ручкой, движение шин по асфальту, движении пара вверх и т.п.). Почему же мы не обращаем на него внимания и считаем редким явлением? Назовите виды электрических зарядов. Как можно наэлектризовать тело? Каков характер взаимодействия заряженных тел? Расскажите о роли электризации в природе.

Проверим полученные знания (решение задач с иллюстрацией условий фрагментами из мультфильмов или рисунками)

1. Аладдин поглубже запахнул полы своего единственного шёлкового халата, обмотался своим единственным шерстяным шарфом и опустился в холодное подземелье, где нашёл странную лампу: одна её часть была стеклянной, а другая – из янтаря. На лампе были написаны странные слова и символы:

«Лампа (+) + добрый джин три желания»;

«Лампа (–) злой джин . ».

Что должен сделать Аладдин?

(Ответ. Потереть стекло о халат для получения положительного заряда.)

2. При правильном ответе А покажите красную карточку, Б – синюю, В – зелёную.

1. В каком случае взаимодействие зарядов указано правильно?

2. Известно, что натиранием о шерсть заряжаются палочки из резины, серы, эбонита, пластмассы, капрона. Заряжается ли при этом шерсть?

А) Да, т.к. в электризации трением всегда участвуют два тела и при этом электризуются оба;

Б) хотя в электризации трением участвуют два тела, в опытах всегда используются только палочки. Поэтому можно считать, что заряжаются только палочки.

3. Как взаимодействуют друг с другом две эбонитовые палочки, наэлектризованные трением о мех?

4. Как взаимодействуют друг с другом две стеклянные палочки, наэлектризованные трением о шёлк?

5. Как взаимодействуют друг с другом эбонитовая палочка, наэлектризованная трением о мех, и стеклянная палочка, наэлектризованная трением о шёлк?

6. Какое действие друг на друга оказывают два одинаковых тела, получивших заряд от эбонитовой палочки?

7. Какое действие друг на друга оказывают два одинаковых тела, получивших заряд от стеклянной палочки?

8. Какое действие оказывает тело, получившее заряд от эбонитовой палочки, на тело, получившее заряд от стеклянной палочки?

9. Какое действие оказывают друг на друга наэлектризованные обычным способом стеклянные палочки?

10. Какое действие оказывает эбонитовая палочка на стеклянную палочку, если их наэлектризовать обычным способом (натиранием стекла о шёлк, эбонита – о мех)?

11. Составьте тексты из фраз А, Б, В.

А1	Б .	В .
А2	Б …	В …
А3	Б …	В …

А: 1. Две эбонитовые палочки, потёртые о мех.

2. Две стеклянные палочки, потёртые о шёлк.

3. Стеклянная палочка, потёртая о шёлк, и эбонитовая палочка, потёртая о мех.

Б: 1. . имеют заряды разного знака.

2. . имеют заряды одного знака.

В: 1. . поэтому они отталкиваются друг от друга.

2. . поэтому они притягиваются друг к другу.

12. Отгадайте слово:

Это частица, обладающая, по мнению Франклина, положительным зарядом: 1 – наука о природе (первая буква); 2 – русский учёный, внёсший большой вклад в изучение электричества (первая буква); 3 – знак электрического заряда на стеклянной палочке при её трении о шёлк (третья буква); 4 – знак электрического заряда на эбонитовой палочке при её трении о шерсть (вторая буква); 5 – учёный, впервые аргументированно отстаивавший точку зрения о двух видах электрических зарядов (первая буква).

Учитель. Все, кто допустил ошибки при выполнении заданий, ещё раз просмотрите ОК и материал учебника.

Как вы оцениваете свою работу на уроке? Спасибо!

Балашов М.М. О природе: Книга для учащихся. – М.: Просвещение, 1991.

Буров В.А., Иванов А.И., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике. 9-й класс. – М.: Просвещение, 1986.

Буров В.А., Кабанов С.Ф., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике в 6–7-х классах. – М.: Просвещение, 1981.

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. – М.: Просвещение, 1985.

Книга для чтения по физике: Сост. И.Г.Кириллова. – М.: Просвещение, 1986.

Колтун М. Мир физики. – М.: Детская литература, 1984.

Луппов Г.Д. Молекулярная физика и электродинамика в опорных конспектах и тестах. – М.: Просвещение, 1992.

Пеннер Д.И., Худайбердиев А. Программированные задания по физике для 6–7-х классов. – М.: Просвещение, 1985.

Пёрышкин А.В. Физика-8. – М.: Дрофа, 2001.

Усольцев А.П. Задачи по физике на основе литературных сюжетов. – Екатеринбург: У-Фактория, 2003.

У Ирины Ивановны Жалыбиной две замечательные профессии: одна – педагог, соединяющая в себе интеллект учёного, талант актёра, выдержку разведчика, осмотрительность сапёра, гибкость дипломата; другая объединяет в себе жену, маму и дочь. Это самая замечательная профессия. «Я счастлива от того, что утром с радостью иду в школу, а вечером, довольная, возвращаюсь домой, к своей семье – к любимому и терпеливому мужу, к замечательной маме и к двум прекрасным дочуркам – двенадцати лет и одного годика».

Электрический заряд — Electric charge

Электрический заряд — это физическое свойство вещества , которое заставляет его испытывать силу при помещении в электромагнитное поле. Существует два типа электрического заряда: положительный и отрицательный (обычно переносятся протонами и электронами соответственно). Одинаковые заряды отталкивают друг друга, а разные обвинения притягиваются. Объект, у которого нет нетто-заряда, обозначается как нейтральный. Ранние знания о том, как взаимодействуют заряженные вещества, теперь называются классической электродинамикой, и по-прежнему актуальны для задач, не требующих рассмотрения квантовых эффектов.

Электрический заряд является сохраняемым свойством ; чистый заряд изолированной системы, величина положительного заряда минус количество отрицательного заряда, не может измениться. Электрический заряд переносится субатомными частицами. В обычном веществе отрицательный заряд переносится электронами, а положительный заряд переносится протонами в ядрах атомов. Если в части материи больше электронов, чем протонов, она будет иметь отрицательный заряд, если их меньше, она будет иметь положительный заряд, а если их будет равно количеству, она будет нейтральной. Заряд квантован ; он представлен в виде целых кратных отдельных малых единиц, называемых элементарным зарядом, е, примерно 1,602 × 10 кулонов, который является наименьшим зарядом, который может существовать свободно (частицы, называемые кварками, имеют меньшие заряды, кратные 1 / 3e, но они встречаются только в комбинации и всегда объединяются, образуя частицы с целочисленным зарядом). Протон имеет заряд + e, а электрон имеет заряд -e.

Электрические заряды создают электрические поля. Движущийся заряд также создает магнитное поле. Взаимодействие электрических зарядов с электромагнитным полем (комбинация электрического и магнитного полей) является источником электромагнитной (или лоренцевой) силы, которая является одной из четырех фундаментальные силы в физике. Изучение фотонных -опосредованных взаимодействий между заряженными частицами называется квантовой электродинамикой.

. Производная единица СИ электрического заряда — это кулон (C) назван в честь французского физика Шарля-Огюстена де Кулон. В электротехнике также обычно используется ампер-час (Ач); в физике и химии обычно используется элементарный заряд (е как единица измерения). В химии также используется постоянная Фарадея в качестве заряда моля электронов. Символ q в нижнем регистре часто обозначает заряд.

1 Обзор
2 Единицы
3 История
4 Роль заряда в статическом электричестве
- 4.1 Электрификация трением
Обзор

Схема, показывающая силовые линии и эквипотенциалы вокруг электрон, отрицательно заряженная частица. В электрически нейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов (которые заряжены положительно), в результате чего общий нулевой заряд

По соглашению, заряд электрона отрицательный, -e, а заряд протона положительный, + e. Заряженные частицы с одинаковыми знаками зарядов отталкиваются друг от друга, а частицы с разными знаками притягиваются. Закон Кулона количественно определяет электростатическую силу между двумя частицами, утверждая, что сила пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния. между ними. Заряд античастицы равен заряду соответствующей частицы, но с противоположным знаком.

Электрический заряд макроскопического объекта — это сумма электрических зарядов частиц, которые его составляют. Этот заряд часто невелик, потому что материя состоит из атомов, а атомы обычно имеют равное количество протонов и электронов, и в этом случае их заряды компенсируются, дает нулевой чистый заряд, что делает атом нейтральным.

ион — это атом (или группа атомов), который потерял один или несколько электронов, придав ему чистый положительный заряд (катион), или который получил один или несколько электронов, придавая ему чистый отрицательный заряд (анион). Одноатомные ионы образуются из отдельных атомов, в то время как многоатомные ионы образуются из двух или более атомов, которые были связаны вместе, в каждом случае давая ион с положительным или отрицательным суммарным зарядом.

Электрическое поле, индуцированное положительным электрическим зарядом (слева), и поле, индуцированное отрицательным электрическим зарядом (справа).

Во время образования макроскопических объектов составляющие атомы и ионы обычно объединяются, образуя структуры, состоящие из нейтральных ионных соединения, электрически связанные с нейтральными атомами. Таким образом, макроскопические объекты имеют тенденцию быть нейтральными в целом, но макроскопические объекты редко бывают совершенно нейтральными.

Иногда макроскопические объекты содержат ионы, распределенные по всему материалу, жестко связанные на месте, придающие объекту общий положительный или отрицательный заряд. Кроме того, макроскопические объекты, состоящие из проводящих элементов, могут более или менее легко (в зависимости от элемента) принимать или испускать электроны, а затем бесконечно поддерживать отрицательный или положительный заряд. Когда чистый электрический заряд объекта отличен от нуля и неподвижен, это явление известно как статическое электричество. Это можно легко получить, протерев два разнородных материала друг с другом, например натерев янтарь с мехом или стекло с шелком. Таким образом, непроводящие материалы могут быть заряжены в значительной степени положительно или отрицательно. Заряд, взятый из одного материала, перемещается в другой материал, оставляя за собой противоположный заряд такой же величины. Всегда применяется закон сохранения заряда, который дает объекту, с которого снимается отрицательный заряд, положительный заряд такой же величины, и наоборот.

Даже когда чистый заряд объекта равен нулю, заряд может быть распределен в объекте неравномерно (например, из-за внешнего электромагнитного поля или связанных полярных молекул). В таких случаях объект называется поляризованным. Заряд из-за поляризации известен как связанный заряд, в то время как заряд на объекте, произведенный электронами, полученными или потерянными извне объекта, называется свободным зарядом. Движение электронов в проводящих металлах в определенном направлении известно как электрический ток.

Единицы

Производные единицы SI величины . электрического заряда составляет кулон (символ: C). Кулон определяется как количество заряда, которое проходит через поперечное сечение электрического проводника, несущего один ампер за одну секунду. Эта единица была предложена в 1946 году и ратифицирована в 1948 году. В современной практике вместо слова «количество заряда» используется фраза «сумма заряда». Символ q в нижнем регистре часто используется для обозначения количества электричества или заряда. Количество электрического заряда может быть измерено непосредственно с помощью электрометра или косвенно с помощью баллистического гальванометра.

. Количество заряда в 1 электроне (элементарный заряд ) равно определяется как фундаментальная константа в системе единиц СИ (действует с 20 мая 2019 г.). Значение элементарного заряда, выраженное в единицах СИ для электрического заряда (кулон), равно точно 1,602176634 × 10 Кл.

После обнаружения квантованного символа заряда в 1891 г. Джордж Стони предложил единицу «электрон» для этой фундаментальной единицы электрического заряда. Это было до открытия частицы Дж. Дж. Томсон в 1897 г. Единица сегодня называется элементарный заряд, фундаментальная единица заряда или просто е. Мера заряда должна быть кратна элементарному заряду e, даже если при больших масштабах заряд, кажется, ведет себя как реальная величина. В некоторых контекстах имеет смысл говорить о долях заряда; например, при зарядке конденсатора или в дробном квантовом эффекте Холла.

Единица фарадея иногда используется в электрохимии. Один фарадей заряда — это величина заряда одного моля электронов, т.е. 96485,33289 (59) C.

В системах единиц, отличных от СИ, таких как cgs, электрический заряд выражается как комбинация только трех основных величин (длина, масса и время), а не четырех, как в СИ, где электрический заряд представляет собой комбинацию длины, массы, времени и электрического тока.

История

Торсионные весы Кулона

С древних времен люди были знакомы с четырьмя типами явлений, которые сегодня можно было бы объяснить с помощью концепции электрического заряда: (а) молния, (б) рыба-торпеда (или электрический скат), (c) Огонь Святого Эльма и (d) тот янтарь, натертый мехом, привлечет маленькие, легкие предметы. Первое сообщение об эффекте янтаря часто приписывают древнегреческому математику Фалесу Милетскому, который жил с ок. 624 — ок. 546 г. до н.э., но есть сомнения, оставил ли Фалес какие-либо писания; его рассказ о янтаре известен из отчета начала 200-х годов. Это мнение можно рассматривать как доказательство того, что это явление было известно, по крайней мере, с. 600 г. до н.э., но Фалес объяснил это явление свидетельством наличия души у неодушевленных предметов. Другими словами, не было никаких указаний на понятие электрического заряда. В более общем плане древние греки не понимали связи между этими четырьмя видами явлений. Греки заметили, что заряженные янтарные пуговицы могут притягивать легкие предметы, такие как волосы. Они также обнаружили, что если натирать янтарь достаточно долго, они могут даже получить электрическую искру, чтобы прыгнуть, но есть также утверждение, что никаких упоминаний об электрических искрах не появлялось до конца 17 века. Это свойство проистекает из трибоэлектрического эффекта. В конце 1100-х годов вещество jet, уплотненная форма угля, было замечено как имеющее янтарный эффект, а в середине 1500-х годов Джироламо Фракасторо обнаружил, что алмаз также показал этот эффект. Некоторые усилия были предприняты Фракасторо и другими, особенно Джероламо Кардано, чтобы найти объяснения этого явления.

В отличие от астрономии, механики, и оптика, количественно изучавшаяся с древних времен, начало продолжающихся качественных и количественных исследований электрических явлений можно отметить публикацией Де Магнете английским ученым Уильям Гилберт в 1600 году. В этой книге был небольшой раздел, в котором Гилберт вернулся к эффекту янтаря (как он его называл), обращаясь ко многим из более ранних теорий, и придумал слово Новой латыни электрическая (от λεκτρον (ēlektron), греческого слова, обозначающего янтарь). Латинское слово было переведено на английский как «электрика». Гилберту также приписывают термин «электричество», тогда как термин «электричество» появился позже, впервые он был приписан сэру Томасу Брауну в его Pseudodoxia Epidemica из 1646 года (дополнительные лингвистические подробности см. В Этимология электричества.) Гилберт предположил, что этот янтарный эффект можно объяснить истечением (небольшим потоком частиц, который течет от электрического объекта без уменьшения его объема или веса), который действует на другие объекты. Эта идея о материальном электрическом эффлювии была влиятельной в 17-18 веках. Он был предшественником идей, разработанных в 18 веке об «электрической жидкости» (Дюфай, Нолле, Франклин) и «электрическом заряде».

Около 1663 года Отто фон Герике изобрел то, что, вероятно, было первый электростатический генератор, но он не распознал его в первую очередь как электрическое устройство и провел с ним лишь минимальные электрические эксперименты. Другими европейскими пионерами были Роберт Бойль, который в 1675 году опубликовал первую книгу на английском языке, посвященную исключительно электрическим явлениям. Его работа была в значительной степени повторением исследований Гилберта, но он также обнаружил еще несколько «электриков» и отметил взаимное притяжение между двумя телами.

В 1729 году Стивен Грей экспериментировал с статическое электричество, которое он генерировал с помощью стеклянной трубки. Он заметил, что пробка, используемая для защиты трубки от пыли и влаги, также стала электрифицированной (заряженной). Дальнейшие эксперименты (например, расширение пробки, вставляя в нее тонкие палочки) впервые показали, что электрическая элиминация (как назвал ее Грей) может передаваться (проводиться) на расстоянии. Грею удалось передать заряд шпагатом (765 футов) и проволокой (865 футов). В ходе этих экспериментов Грей обнаружил важность различных материалов, которые облегчают или препятствуют проведению электрических выделений. Джон Теофил Дезагулерс, повторивший многие эксперименты Грея, приписывают введение терминов проводники и изоляторы для обозначения эффектов различных материалов в этих экспериментах. Грей также обнаружил электрическую индукцию (то есть, когда заряд может передаваться от одного объекта к другому без какого-либо прямого физического контакта). Например, он показал, что, поднося заряженную стеклянную трубку близко, но не касаясь куска свинца, поддерживаемого нитью, можно было заставить свинец наэлектризоваться (например, притягивать и отталкивать латунные опилки). Он попытался объяснить это явление с помощью идеи электрического истощения.

Открытия Грея внесли важный сдвиг в историческое развитие знаний об электрическом заряде. Тот факт, что электрические выделения могут передаваться от одного объекта к другому, открыл теоретическую возможность того, что это свойство не было неразрывно связано с телами, наэлектризованными при трении. В 1733 Шарль Франсуа де Систерне дю Фэ, вдохновленный работой Грея, провел серию экспериментов (описанных в Mémoires de l ‘Académie Royale des Sciences ), показывающих, что более или менее все вещества могут быть «наэлектризованы» трением, за исключением металлов и жидкостей, и предположил, что электричество бывает двух видов, которые нейтрализуют друг друга, что он выразил в терминах теории двух жидкостей. Когда стекло натирали шелком, дю Фэй сказал, что стекло было заряжено стекловидным электричеством, а когда янтарь натирали мехом, янтарь заряжался. с смолистым электричеством. В современном понимании положительный заряд теперь определяется как заряд стеклянного стержня после того, как его натерли шелковой тканью, но произвольно, какой тип заряда называется положительным, а какой — отрицательным. Другая важная теория двух жидкостей того времени была предложена Жан-Антуаном Нолле (1745).

Примерно до 1745 года основным объяснением электрического притяжения и отталкивания была идея, которая электрифицировала тела выделяли испарения. Бенджамин Франклин начал электрические эксперименты в конце 1746 года, а к 1750 году разработал одно- жидкую теорию электричества, основанную на эксперименте, который показал, что натертое стекло получил такую же, но противоположную силу заряда, как ткань, используемая для протирания стекла. Франклин представлял электричество как разновидность невидимой жидкости, присутствующей во всей материи; например, он полагал, что это стакан в лейденской банке, в котором хранится накопленный заряд. Он утверждал, что трение изолирующих поверхностей друг о друга заставило эту жидкость изменить местоположение, и что поток этой жидкости составляет электрический ток. Он также утверждал, что, когда вещество содержит слишком мало жидкости, оно заряжается отрицательно, а когда в нем есть избыток, оно заряжается положительно. Он идентифицировал термин «положительный» со стекловидным электричеством, а отрицательный — со смолистым электричеством после проведения эксперимента со стеклянной трубкой, которую он получил от своего зарубежного коллеги Питера Коллинсона. В эксперименте участник A заряжал стеклянную трубку, а участник B получил удар по суставу от заряженной трубки. Франклин определил, что у участника В был положительный заряд после того, как он был потрясен трубкой. Существует некоторая двусмысленность относительно того, пришел ли Уильям Ватсон независимо к тому же единому объяснению примерно в одно и то же время (1747 г.). Уотсон, увидев письмо Франклина Коллинсону, утверждает, что он представил то же объяснение, что и Франклин, весной 1747 года. Франклин изучил некоторые из работ Уотсона до того, как провести свои собственные эксперименты и анализ, что, вероятно, было значимым для теоретизирования самого Франклина. Один физик предполагает, что Уотсон первым предложил теорию одной жидкости, которую Франклин затем развил дальше и более влиятельно. Историк науки утверждает, что Ватсон упустил тонкую разницу между своими идеями и идеями Франклина, поэтому Ватсон неверно истолковал свои идеи как сходные с идеями Франклина. В любом случае между Ватсоном и Франклином не было вражды, и модель электрического действия Франклина, сформулированная в начале 1747 года, в конечном итоге стала широко распространенной в то время. После работы Франклина объяснения, основанные на эффлювии, выдвигались редко.

Теперь известно, что модель Франклина в основе своей верна. Существует только один вид электрического заряда, и только одна переменная требуется для отслеживания количества заряда.

До 1800 года было возможно изучать проводимость электрического заряда только с помощью электростатического разряда. В 1800 году Алессандро Вольта первым показал, что заряд может поддерживаться в непрерывном движении по замкнутому пути.

В 1833 году Майкл Фарадей попытался устранить любые сомнения это электричество идентично, независимо от источника, из которого оно произведено. Он обсудил множество известных форм, которые он охарактеризовал как обычное электричество (например, статическое электричество, пьезоэлектричество, магнитная индукция ), гальваническое электричество (например, электрический ток от гальванической батареи ) и животное электричество (например, биоэлектричество ).

В 1838 году Фарадей поднял вопрос о том, является ли электричество жидкостью или жидкостями или свойством материи, таким как гравитация. Он исследовал, может ли материя иметь один вид заряда независимо от другого. Он пришел к выводу, что электрический заряд был отношением между двумя или более телами, потому что он не мог заряжать одно тело, не имея противоположного заряда в другом теле.

В 1838 году Фарадей также выдвинул теоретическое объяснение электрическая сила, выражая нейтралитет относительно того, исходит ли она из одной, двух или никакой жидкости. Он сосредоточился на идее, что нормальное состояние частиц должно быть неполяризованным, и что при поляризации они стремятся вернуться в свое естественное неполяризованное состояние.

Развивая теоретико-полевой подход к электродинамике (начиная с середины 1850-х годов), Джеймс Клерк Максвелл перестает рассматривать электрический заряд как особую субстанцию, которая накапливается в объектах, и начинает понимать электрический заряд. заряд как следствие преобразования энергии в поле. Это доквантовое понимание рассматривало величину электрического заряда как непрерывную величину даже на микроскопическом уровне.

Роль заряда в статическом электричестве

Статическое электричество относится к электрическому заряду объект и связанный с ним электростатический разряд, когда два объекта сводятся вместе, которые не находятся в равновесии. Электростатический разряд вызывает изменение заряда каждого из двух объектов.

Электрификация трением

Когда кусок стекла и кусок смолы — ни один из которых не проявляет никаких электрических свойств — трются друг о друга и оставляют с соприкасающимися натертыми поверхностями, они все равно не проявляют электрические свойства. В разлуке они притягивают друг друга.

Второй кусок стекла, натертый вторым куском смолы, затем отделенный и подвешенный рядом с бывшими кусками стекла и смолы, вызывает следующие явления:
- Два куска стекла отталкиваются друг от друга.
- Каждый кусок стекла притягивает каждый кусок смолы.
- Два куска смолы отталкивают друг друга.
Это притяжение и отталкивание — это электрическое явление, и тела, которые их демонстрируют, называются электрифицирован, или электрически заряжен. Тела могут быть наэлектризованы многими другими способами, в том числе трением. Электрические свойства двух кусков стекла аналогичны друг другу, но противоположны свойствам двух кусков смолы: стекло притягивает то, что отталкивает смола, и отталкивает то, что притягивает смола.

Если тело, наэлектризованное каким-либо образом, ведет себя так же, как стекло, то есть если оно отталкивает стекло и притягивает смолу, то тело называется стекловидно наэлектризованным, и если оно притягивает стекло и отталкивает говорят, что смола наэлектризована смолой. Все наэлектризованные тела наэлектризованы либо стекловидно, либо смолисто.

Установленное в научном сообществе соглашение определяет электризацию стекловидного тела как положительную, а смолистую электризацию как отрицательную. Совершенно противоположные свойства двух видов электрификации оправдывают то, что мы обозначаем их противоположными знаками, но применение положительного знака к одному, а не к другому, должно рассматриваться как вопрос произвольного соглашения — точно так же, как это вопрос соглашение в математической диаграмме для расчета положительных расстояний по направлению к правой руке.

Между наэлектризованным телом и неэлектрифицированным телом не наблюдается силы притяжения или отталкивания.

Роль заряда в электрическом токе

Электрический ток представляет собой поток электрического заряда через объект, который не вызывает чистых потерь или увеличения электрического заряда. Наиболее распространенными носителями заряда являются положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон. Движение любой из этих заряженных частиц составляет электрический ток. Во многих ситуациях достаточно говорить об обычном токе независимо от того, переносятся ли он положительными зарядами, движущимися в направлении обычного тока, или отрицательными зарядами, движущимися в противоположном направлении. Эта макроскопическая точка зрения представляет собой приближение, упрощающее электромагнитные концепции и расчеты.

С другой стороны, если посмотреть на ситуацию под микроскопом, можно увидеть, что существует много способов проведения электрического тока, включая: поток электронов; поток электронных дырок, которые действуют как положительные частицы; и как отрицательные, так и положительные частицы (ионы или другие заряженные частицы) текут в противоположных направлениях в электролитическом растворе или плазме.

. Помните, что в общем и важном случае металлических проводов направление обычного тока противоположно скорости дрейфа реальных носителей заряда; т.е. электроны. Это источник путаницы для новичков.

Сохранение электрического заряда

Общий электрический заряд изолированной системы остается постоянным независимо от изменений в самой системе. Этот закон присущ всем процессам, известным физике, и может быть получен в локальной форме из калибровочной инвариантности волновой функции . Сохранение заряда приводит к уравнению неразрывности заряд-ток. В более общем смысле, скорость изменения плотности заряда ρ в объеме интегрирования V равна интегралу площадей по плотности тока Jчерез замкнутую поверхность S = ∂V, которая равна в свою очередь равняется чистому току I:

— ddt ∫ V ρ d V = > \ int _ \ rho \, \ mathrm V => ∂ V J ⋅ d S = ∫ J d S соз ⁡ θ = I. \ cdot \ mathrm \ mathbf = \ int J \ mathrm S \ cos \ theta = I.>

Таким образом, сохранение электрического заряда, как выраженный уравнением неразрывности, дает результат:

Заряд, перенесенный между временами ti >> и tf >> получается путем интегрирования обеих сторон:

где I — чистый исходящий ток через замкнутую поверхность q — электрический заряд, содержащийся в объеме, определяемом поверхностью.

Релятивистская инвариантность

Помимо свойств, описанных в статьях о электромагнетизме, заряд является релятивистским инвариантом. Это означает, что любая частица с зарядом q имеет одинаковый заряд независимо от того, насколько быстро она движется. Это свойство было экспериментально подтверждено, показывая, что заряд одного гелия ядра (два протона и два нейтрона, связанных вместе в ядре и движущиеся с высокой скоростью) то же самое, что и два ядра дейтерия (один протон и один нейтрон связаны вместе, но движутся намного медленнее, чем если бы они были в ядре гелия).

См. Также
- Единицы электромагнетизма СИ
- Цветной заряд
- Частичный заряд
Ссылки

Внешние ссылки

Что означают слова «тело получило электрический заряд»? А)На теле создан положительный или отрицательный заряд
Б)тело приобрело или потеряло протоны
В)тело приобрело или потеряло электроны

З якою силою притягується до Землі тіло масою 40кг, яке знаходиться на висоті 400км від поверхні Землі?

Допоможіть будь ласка дуже терміново благаю1. Що визначає силу струму в колі? (1,5 бали) а) Заряд, який проходить через поперечний переріз провідника … за одиницю часу б) Час проходження заряду в) Кількість заряджених частинок, що пройшли через поперечний переріз провідника 2. Якою формулою обчислюють силу струму в колі? (1,5 бали) a) q = It 6) 1 = B) t = 4 3. Одиниця вимірювання електричного заряду дорівнює (1,5 бали) а) 1 Кл=1 А — 1 с 6) 1 Кл=1 А 1 хв в) 1 Кл = 1 А — 1 год 4. Силу струму вимірюють (1,5 бали) а) Гальванометром б) Гальванічним елементом в) Амперметром г) Електрометром 5. На якому рисунку зображено правильне підключення амперметра? (1,5 бали) a) (A) 6) 6. Яку силу струму показує амперметр, зображений на рисунку? (1,5 бали) а) 6 мА б) 140 мА B) 8 MA г) 120 мА + B) 20 mA (A +

СРОЧНО! ДАЮ 100 БАЛЛОВ. Якою має бути маса мідного провідника перерізом 0,2 мм ², щоб з нього виготовити реостат опором 5 Ом? ( ƍr= 8900 кг/м³, ƍ= 0, … 017 Ом×мм²/м)

Напругу на кінцях провідника збільшили вдвічі. Чи зміниться при цьому сила струму та опір провідника? Поясніть. СРОЧНО.
Похожие публикации:

Что означает фраза тело получило электрический заряд

Что означают слова «тело получило электрический заряд»?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Похожие вопросы

Этот вездесущий электрический заряд

Открытый урок объяснения нового материала. 8-й класс

Электрический заряд — Electric charge

Обзор

Единицы

История

Роль заряда в статическом электричестве

Электрификация трением

Роль заряда в электрическом токе

Сохранение электрического заряда

Релятивистская инвариантность

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Добавить комментарий Отменить ответ