Ist es möglich, mit Reibungselektrisierung aufzuladen? Erklärung elektrischer Phänomene (Grebenyuk Yu.V.)

Schon in der Antike war bekannt, dass wenn man Bernstein auf Wolle reibt, er beginnt, leichte Gegenstände anzuziehen. Später wurde die gleiche Eigenschaft bei anderen Stoffen (Glas, Ebonit usw.) gefunden. Dieses Phänomen heißt Elektrifizierung, und Körper, die nach dem Reiben andere Objekte anziehen können, werden elektrisiert. Das Phänomen der Elektrifizierung wurde auf der Grundlage der Hypothese der Existenz von Ladungen erklärt, die ein elektrifizierter Körper aufnimmt.

Einfache Versuche zur Elektrifizierung verschiedener Körper veranschaulichen die folgenden Bestimmungen.

• Es gibt zwei Arten von Ladungen: positiv (+) und negativ (-). Eine positive Ladung entsteht beim Reiben von Glas gegen Leder oder Seide und ein negatives $ - $ beim Reiben von Bernstein (oder Ebonit) gegen Wolle.
• Ladungen (oder geladene Körper) interagieren miteinander. Gleiche Ladungen stoßen ab, im Gegensatz zu $ ​​- $ zieht an.

Der Elektrifizierungszustand kann von einem Körper auf einen anderen übertragen werden, was mit der Übertragung von elektrischer Ladung verbunden ist. In diesem Fall kann eine größere oder kleinere Ladung auf den Körper übertragen werden, dh die Ladung hat eine Größe. Bei der Elektrifizierung durch Reibung nehmen beide Körper eine Ladung auf, einer $ - $ positiv und der andere $ - $ Negativ. Es sollte betont werden, dass die Absolutwerte der Ladungen von durch Reibung elektrifizierten Körpern gleich sind, was durch zahlreiche Experimente bestätigt wird.

Nach der Entdeckung des Elektrons und der Untersuchung der Struktur des Atoms wurde es möglich zu erklären, warum Körper bei Reibung elektrisiert (d. h. geladen) werden. Wie Sie wissen, bestehen alle Stoffe aus Atomen, die wiederum aus Elementarteilchen $ - $ negativ geladenen Elektronen, positiv geladenen Protonen und neutralen Teilchen $ - $ Neutronen bestehen. Elektronen und Protonen sind Träger elementarer (minimaler) elektrischer Ladungen. Protonen und Neutronen (Nukleonen) bilden den positiv geladenen Atomkern, um den sich negativ geladene Elektronen drehen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Protonen ist, so dass das Atom als Ganzes elektrisch neutral ist. Unter normalen Bedingungen sind Körper, die aus Atomen (oder Molekülen) bestehen, elektrisch neutral. Bei der Reibung kann jedoch ein Teil der Elektronen, die ihre Atome verlassen haben, von einem Körper zum anderen wandern. In diesem Fall überschreitet die Bewegung von Elektronen die interatomaren Abstände nicht. Wenn die Körper jedoch nach der Reibung getrennt werden, werden sie aufgeladen: Der Körper, der einige seiner Elektronen abgegeben hat, wird positiv geladen, und der Körper, der sie erworben hat, ist $ - $ negativ.

Körper werden also elektrisiert, das heißt, sie erhalten eine elektrische Ladung, wenn sie Elektronen verlieren oder aufnehmen. In einigen Fällen ist die Elektrifizierung auf die Bewegung von Ionen zurückzuführen. In diesem Fall entstehen keine neuen elektrischen Ladungen. Es gibt nur eine Aufteilung der vorhandenen Ladungen zwischen den elektrisierenden Körpern: Ein Teil der negativen Ladungen wird von einem Körper auf einen anderen übertragen.

Im Laufe dieser Lektion werden wir weiterhin die "Wale" kennenlernen, auf denen die Elektrodynamik steht - elektrische Ladungen. Wir werden den Elektrifizierungsprozess untersuchen und überlegen, auf welchem ​​​​Prinzip dieser Prozess basiert. Lassen Sie uns über zwei Arten von Ladungen sprechen und den Erhaltungssatz für diese Ladungen formulieren.

In der letzten Lektion haben wir bereits frühe Experimente zur Elektrostatik erwähnt. Alle basierten auf dem Reiben einer Substanz gegen die andere und der weiteren Interaktion dieser Körper mit kleinen Objekten (Staubpartikel, Papierfetzen ...). Alle diese Experimente basieren auf dem Elektrifizierungsprozess.

Definition.Elektrifizierung- Trennung von elektrischen Ladungen. Das bedeutet, dass Elektronen von einem Körper in einen anderen übergehen (Abb. 1).

Reis. 1. Trennung von elektrischen Ladungen

Bis zur Entdeckung der Theorie zweier grundlegend unterschiedlicher Ladungen und der Elementarladung eines Elektrons glaubte man, dass eine Ladung eine Art unsichtbare superleichte Flüssigkeit ist, und wenn sie sich auf dem Körper befindet, dann hat der Körper eine Ladung und und umgekehrt.

Die ersten ernsthaften Experimente zur Elektrifizierung verschiedener Körper wurden, wie bereits in der vorherigen Lektion erwähnt, von dem englischen Wissenschaftler und Arzt William Hilbert (1544-1603) durchgeführt, aber er konnte keine Metallkörper elektrisieren und war der Ansicht, dass die Elektrifizierung von Metallen war unmöglich. Dies stellte sich jedoch als falsch heraus, was später der russische Wissenschaftler Petrov bewies. Der nächste wichtigere Schritt im Studium der Elektrodynamik (nämlich die Entdeckung unterschiedlicher Ladungen) wurde jedoch von dem französischen Wissenschaftler Charles Dufay (1698-1739) gemacht. Als Ergebnis seiner Experimente stellte er die Anwesenheit von Glas (Glasreibung gegen Seide) und Harz (Bernstein gegen Fell) fest.

Einige Zeit später wurden folgende Gesetze formuliert (Abb. 2):

1) gleiche Ladungen werden sich gegenseitig abgestoßen;

2) entgegengesetzte Ladungen ziehen sich gegenseitig an.

Reis. 2. Wechselwirkung der Gebühren

Die Bezeichnungen für positive (+) und negative (-) Ladungen wurden von dem amerikanischen Wissenschaftler Benjamin Franklin (1706-1790) eingeführt.

Konventionell ist es üblich, eine positive Ladung zu nennen, die sich auf einem Glasstab bildet, wenn Sie ihn mit Papier oder Seide reiben (Abb. 3), und eine negative - auf einem Ebenholz- oder Bernsteinstab, wenn Sie ihn mit Fell reiben (Abb .4).

Reis. 3. Positive Ladung

Reis. 4. Negative Ladung

Thomsons Entdeckung des Elektrons machte den Wissenschaftlern schließlich klar, dass während der Elektrifizierung dem Körper keine elektrische Flüssigkeit zugeführt und keine Ladung von außen zugeführt wird. Es findet eine Umverteilung von Elektronen als kleinsten Trägern einer negativen Ladung statt. In der Region, in die sie kommen, wird ihre Zahl größer als die Zahl der positiven Protonen. Somit erscheint eine unkompensierte negative Ladung. Umgekehrt gibt es in dem Bereich, aus dem sie herauskommen, einen Mangel an negativen Ladungen, die notwendig sind, um die positiven zu kompensieren. Somit wird der Bereich positiv geladen.

Es wurde nicht nur das Vorhandensein zweier verschiedener Arten von Ladungen festgestellt, sondern auch zwei verschiedene Prinzipien ihrer Wechselwirkung: die gegenseitige Abstoßung zweier mit den gleichen Ladungen (des gleichen Vorzeichens) geladener Körper und dementsprechend die Anziehung entgegengesetzt geladener Körper .

Die Elektrifizierung kann auf verschiedene Arten erfolgen:

• Reibung;
• durch Berührung;
• Schlag;
• Führung (durch Einfluss);
• Bestrahlung;
• chemische Wechselwirkung.

Elektrifizierung durch Reibung und Elektrifizierung durch Kontakt

Wenn ein Glasstab gegen Papier gerieben wird, wird der Stab positiv geladen. In Kontakt mit einem Metallständer überträgt der Stab eine positive Ladung auf den Papiersultan und seine Blütenblätter stoßen sich gegenseitig ab (Abb. 5). Diese Erfahrung legt nahe, dass Ladungen gleichen Namens voneinander abgewehrt werden.

Reis. 5. Elektrisieren durch Berührung

Durch Reibung am Fell wird Ebonit negativ geladen. Bringen wir dieses Stäbchen zum Papiersultan, sehen wir, wie die Blütenblätter von ihm angezogen werden (siehe Abb. 6).

Reis. 6. Anziehung unterschiedlicher Ladungen

Elektrifizierung durch Einflussnahme (Führung)

Wir stellen mit dem Sultan ein Lineal auf einen Ständer. Bringen Sie den Glasstab nach dem Elektrisieren näher an das Lineal. Die Reibung zwischen Lineal und Ständer ist gering, sodass Sie das Zusammenspiel eines geladenen Körpers (Stab) und eines unaufgeladenen Körpers (Lineal) beobachten können.

Während jedes Experiments wurde eine Ladungstrennung durchgeführt, es traten keine neuen Ladungen auf (Abb. 7).

Reis. 7. Umverteilung der Gebühren

Wenn wir dem Körper also die elektrische Ladung auf eine der oben genannten Weisen mitgeteilt haben, müssen wir natürlich die Größe dieser Ladung auf irgendeine Weise abschätzen. Dazu wird ein Elektrometer verwendet, das vom russischen Wissenschaftler M.V. Lomonosov (Abb. 8).

Reis. 8. M. V. Lomonossow (1711-1765)

Das Elektrometer (Abb. 9) besteht aus einer runden Dose, einem Metallstab und einem um eine horizontal liegende Achse drehbaren Lichtstab.

Reis. 9. Elektrometer

Beim Aufladen des Elektrometers laden wir in jedem Fall (sowohl für positive als auch für negative Ladungen) sowohl den Stab als auch den Pfeil mit den gleichen Ladungen auf, wodurch der Pfeil abgelenkt wird. Die Ladung wird aus dem Ablenkwinkel abgeschätzt (Abb. 10).

Reis. 10. Elektrometer. Ablenkwinkel

Wenn Sie einen elektrifizierten Glasstab nehmen und damit das Elektrometer berühren, weicht der Pfeil ab. Dies zeigt an, dass dem Elektrometer eine elektrische Ladung verliehen wurde. Im gleichen Versuch mit einem Ebonitstab wird diese Ladung kompensiert (Abb. 11).

Reis. 11. Elektrometer-Ladungsausgleich

Da bereits angedeutet wurde, dass keine Ladung entsteht, sondern nur eine Umverteilung stattfindet, ist es sinnvoll, den Ladungserhaltungssatz zu formulieren:

In einem geschlossenen System bleibt die algebraische Summe der elektrischen Ladungen konstant(Abb. 12). Ein geschlossenes System ist ein System von Körpern, aus dem keine Ladungen austreten und in das geladene Körper oder geladene Teilchen nicht eindringen.

Reis. 13. Ladungserhaltungssatz

Dieses Gesetz erinnert an den Massenerhaltungssatz, da Ladungen nur zusammen mit Teilchen existieren. Gebühren werden sehr oft analog genannt die Strommenge.

Der Ladungserhaltungssatz ist nicht vollständig erklärt, da Ladungen nur paarweise auftreten und verschwinden. Mit anderen Worten, wenn Ladungen geboren werden, dann nur positive und negative gleichzeitig und gleich groß.

In der nächsten Lektion werden wir näher auf quantitative Bewertungen der Elektrodynamik eingehen.

Referenzliste

1. Tikhomirova S.A., Yavorskiy B.M. Physik (Grundstufe) - M.: Mnemosina, 2012.
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2. Internetportal "abcport.ru" ()
3. Internetportal "planeta.edu.tomsk.ru" ()

Hausaufgaben

1. P. 356: Nr. 1-5. Kasjanow V. A. Physik Klasse 10. - M.: Trappe. 2010.
2. Warum weicht die Nadel eines Elektroskops ab, wenn sie von einem geladenen Körper berührt wird?
3. Eine Kugel ist positiv geladen, die andere negativ. Wie ändert sich die Masse der Kugeln, wenn sie sich berühren?
4. * Bringen Sie den geladenen Metallstab zur Kugel des geladenen Elektroskops, ohne ihn zu berühren. Wie ändert sich die Auslenkung des Pfeils?

Die mit Elektrizität verbundenen Phänomene sind in der Natur weit verbreitet. Eines der am besten beobachtbaren Phänomene ist die Elektrifizierung von Körpern. Jeder Mensch hatte so oder so mit Elektrifizierung zu tun. Manchmal bemerken wir keine statische Elektrizität um uns herum, und manchmal ist ihre Manifestation ausgeprägt und deutlich wahrnehmbar.

Autobesitzer bemerkten beispielsweise unter Umständen, wie ihr Auto plötzlich zu "schocken" begann. Dies geschieht in der Regel beim Verlassen des Fahrzeugs. Nachts können Sie sogar Funken zwischen dem Körper und der Hand bemerken, die ihn berührt. Dies wird durch die Elektrifizierung erklärt, über die wir in diesem Artikel sprechen werden.

Definition

In der Physik wird Elektrifizierung als Prozess bezeichnet, bei dem es zu einer Umverteilung von Ladungen auf den Oberflächen unterschiedlicher Körper kommt. In diesem Fall sammeln sich geladene Teilchen mit entgegengesetzten Vorzeichen an den Körpern an. Elektrifizierte Körper können einen Teil der angesammelten geladenen Teilchen auf andere Objekte oder die damit in Kontakt stehende Umgebung übertragen.

Ein geladener Körper überträgt Ladungen bei direktem Kontakt mit neutralen oder entgegengesetzt geladenen Objekten oder durch einen Leiter. Mit fortschreitender Umverteilung wird die Wechselwirkung der elektrischen Ladungen ausgeglichen und der Überlaufprozess stoppt.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass bei der Elektrifizierung von Körpern keine neuen elektrischen Teilchen entstehen, sondern nur vorhandene umverteilt werden. Bei der Elektrifizierung gilt der Ladungserhaltungssatz, nach dem die algebraische Summe negativer und positiver Ladungen immer Null ist. Mit anderen Worten, die Anzahl der negativen Ladungen, die während der Elektrifizierung auf einen anderen Körper übertragen werden, ist gleich der Anzahl der verbleibenden geladenen Protonen mit entgegengesetztem Vorzeichen.

Es ist bekannt, dass der Träger einer negativen Elementarladung ein Elektron ist. Protonen hingegen haben positive Vorzeichen, aber diese Teilchen sind durch Kernkräfte fest gebunden und können sich bei der Elektrifizierung nicht frei bewegen (außer einer kurzzeitigen Freisetzung von Protonen bei der Zerstörung von Atomkernen, z Beschleuniger). Im Allgemeinen ist ein Atom normalerweise elektrisch neutral. Elektrifizierung kann seine Neutralität stören.

Einzelne Elektronen aus der Wolke, die Multiprotonenkerne umgibt, können jedoch ihre entfernten Bahnen verlassen und sich frei zwischen den Atomen bewegen. In solchen Fällen entstehen Ionen (manchmal Löcher genannt) mit positiven Ladungen. Siehe Diagramm in Abb. 1.

Reis. 1. Zwei Arten von Gebühren

In Festkörpern sind Ionen durch atomare Kräfte gebunden und können im Gegensatz zu Elektronen ihre Position nicht ändern. Daher sind in Festkörpern nur Elektronen Ladungsträger. Der Übersichtlichkeit halber betrachten wir Ionen als einfach geladene Teilchen (abstrakte Punktladungen), die sich genauso verhalten wie Teilchen mit dem entgegengesetzten Vorzeichen - Elektronen.

Reis. 2. Modell des Atoms

Physikalische Körper sind unter natürlichen Bedingungen elektrisch neutral. Dies bedeutet, dass ihre Wechselwirkungen ausgeglichen sind, dh die Anzahl der positiv geladenen Ionen ist gleich der Anzahl der negativ geladenen Teilchen. Allerdings stört die Elektrifizierung des Körpers dieses Gleichgewicht. In solchen Fällen ist die Elektrifizierung der Grund für die Veränderung des Gleichgewichts der Coulomb-Kräfte.

Bedingungen für das Auftreten von Elektrifizierung von Körpern

Bevor wir mit der Definition der Bedingungen für die Elektrisierung von Körpern fortfahren, wollen wir uns auf die Wechselwirkung von Punktladungen konzentrieren. Abbildung 3 zeigt ein Diagramm dieser Interaktion.

Reis. 3. Wechselwirkung geladener Teilchen

Die Abbildung zeigt, dass sich die gleichnamigen Punktladungen abstoßen, während sich die entgegengesetzten anziehen. 1785 untersuchte der französische Physiker O. Coulomb die Kräfte dieser Wechselwirkungen. Der berühmte sagt: Zwei stationäre Punktladungen q 1 und q 2, deren Abstand r ist, wirken mit einer Kraft aufeinander:

F = (k * q 1 * q 2) / r 2

Der Koeffizient k hängt von der Wahl des Messsystems und den Eigenschaften des Mediums ab.

Ausgehend von der Tatsache, dass Coulomb-Kräfte auf Punktladungen wirken, die eine umgekehrt proportionale Abhängigkeit vom Quadrat des Abstands zwischen ihnen haben, kann die Manifestation dieser Kräfte nur in sehr kleinen Abständen beobachtet werden. In der Praxis manifestieren sich diese Wechselwirkungen auf der Ebene atomarer Dimensionen.

Damit die Elektrifizierung eines Körpers erfolgen kann, ist es daher erforderlich, diesen so nah wie möglich an einen anderen geladenen Körper zu bringen, dh ihn zu berühren. Dann bewegt sich ein Teil der geladenen Teilchen unter der Wirkung von Coulomb-Kräften an die Oberfläche des geladenen Objekts.

Genau genommen bewegen sich bei der Elektrifizierung nur Elektronen, die über die Oberfläche des geladenen Körpers verteilt sind. Ein Überschuss an Elektronen bildet eine bestimmte negative Ladung. Den Ionen wird die Entstehung einer positiven Ladung auf der Oberfläche des Rezipienten zugeschrieben, von der Elektronen zum geladenen Objekt strömten. In diesem Fall sind die Absolutwerte der Ladungen auf jeder der Oberflächen gleich, aber ihre Vorzeichen sind entgegengesetzt.

Die Elektrisierung neutraler Körper aus unähnlichen Stoffen ist nur möglich, wenn einer von ihnen sehr schwache elektronische Bindungen mit dem Kern hat, während der andere dagegen sehr stark ist. In der Praxis bedeutet dies, dass in Stoffen, in denen Elektronen auf entfernten Bahnen rotieren, ein Teil der Elektronen ihre Bindung zu Kernen verliert und schwach mit Atomen wechselwirkt. Daher kommt es bei der Elektrifizierung (enger Kontakt mit Stoffen), die stärkere elektronische Bindungen zu Kernen aufweisen, zu einem Fluss freier Elektronen. Somit ist das Vorhandensein schwacher und starker elektronischer Bindungen die Hauptbedingung für die Elektrifizierung von Körpern.

Da sich auch in sauren und alkalischen Elektrolyten Ionen bewegen können, ist eine Elektrifizierung einer Flüssigkeit durch Umverteilung der eigenen Ionen möglich, wie dies bei der Elektrolyse der Fall ist.

Methoden zur Elektrifizierung von Körpern

Es gibt mehrere Elektrifizierungsmethoden, die sich bedingt in zwei Gruppen einteilen lassen:

1. Mechanische Auswirkungen:
   • Elektrifizierung durch Kontakt;
   • Elektrifizierung durch Reibung;
   • Elektrifizierung beim Aufprall.
2. Einfluss äußerer Kräfte:
   • elektrisches Feld;
   • Lichteinwirkung (photoelektrischer Effekt);
   • der Einfluss von Wärme (Thermoelemente);
   • chemische Reaktionen;
   • Druck (piezoelektrischer Effekt).

Reis. 4. Methoden der Elektrifizierung

Die gebräuchlichste Art, Körper in der Natur zu elektrisieren, ist Reibung. Am häufigsten tritt Luftreibung auf, wenn es mit festen oder flüssigen Stoffen in Kontakt kommt. Durch eine solche Elektrifizierung treten insbesondere Blitzentladungen auf.

Reibungselektrifizierung ist uns seit der Schulzeit bekannt. Wir konnten kleine Ebenholzstäbe beobachten, die durch Reibung elektrisiert wurden. Die negative Ladung der an der Wolle geriebenen Stäbchen wird durch den Elektronenüberschuss bestimmt. Dabei wird der Wollstoff mit positiver Elektrizität aufgeladen.

Ein ähnliches Experiment kann mit Glasstäben durchgeführt werden, die jedoch mit Seide oder synthetischen Stoffen gerieben werden müssen. Gleichzeitig werden durch Reibung elektrifizierte Glasstäbe positiv und der Stoff negativ geladen. Ansonsten gibt es keinen Unterschied zwischen Glasstrom und Ebonitladung.

Um einen Leiter (z. B. einen Metallstab) zu elektrisieren, müssen Sie:

1. Isolieren Sie ein Metallobjekt.
2. Berühren Sie es mit einem positiv geladenen Körper, z. B. einem Glasstab.
3. Bringen Sie einen Teil der Ladung zur Erde (erden Sie ein Ende des Stabes für kurze Zeit).
4. Entfernen Sie den geladenen Stick.

In diesem Fall wird die Ladung auf dem Stab gleichmäßig über seine Oberfläche verteilt. Wenn ein Metallgegenstand eine unregelmäßige Form hat, ist die Elektronenkonzentration an den Wölbungen größer und an den Vertiefungen geringer. Bei der Trennung von Körpern kommt es zu einer Umverteilung geladener Teilchen.

Eigenschaften elektrifizierter Körper

• Die Anziehung (Abstoßung) kleiner Gegenstände ist ein Zeichen der Elektrifizierung. Zwei Körper, die mit demselben Namen aufgeladen sind, widersetzen sich (abstoßen), und unterschiedliche Zeichen ziehen sich an. Dieses Prinzip ist die Grundlage für den Betrieb eines Elektroskops - einem Gerät zur Messung der Ladungsmenge (siehe Abb. 5).

Reis. 5. Elektroskop

• Überschüssige Ladungen stören das Gleichgewicht in der Wechselwirkung der Elementarteilchen. Daher versucht jeder geladene Körper, sich seiner Ladung zu entledigen. Oft wird diese Freisetzung von einer Blitzentladung begleitet.

Anwendung in der Praxis

• Luftreinigung mit elektrostatischen Filtern;
• elektrostatisches Lackieren von Metalloberflächen;
• Herstellung von Kunstpelz durch Anziehen von elektrifiziertem Flor auf eine Stoffunterlage usw.

Schädliche Auswirkungen:

• die Auswirkung statischer Entladungen auf empfindliche elektronische Produkte;
• Entzündung von Kraftstoff- und Schmierstoffdämpfen aus Ableitungen.

Bekämpfungsmöglichkeiten: Erdung von Behältern mit Kraftstoff, Arbeiten in antistatischer Kleidung, Erdungswerkzeuge usw.

Video zusätzlich zum Thema

Warum beobachten wir keine elektrischen Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen den Körpern um uns herum? Schließlich bestehen alle Körper aus Atomen, und Atome bestehen aus elektrisch geladenen Teilchen.

Der Grund dafür ist, dass Atome im Allgemeinen neutral sind. Die gesamte negative Ladung aller Elektronen in einem Atom ist gleich der positiven Ladung des Atomkerns. Die Gesamtladung eines Atoms ist null. Und da das Atom neutral ist, ist auch das Molekül neutral. Und auch ein Körper aus Atomen oder Molekülen ist neutral; Es hat keine elektrische Ladung.

Nehmen Sie einen Glasstab und reiben Sie ihn fest mit einem Stück trockener Seide. Dabei wird ein Teil der Elektronen von den Glasmolekülen abgelöst und geht an die Seidenmoleküle. Die sogenannte Ionisierung einiger Glasmoleküle findet statt, ihre Umwandlung von neutralen Teilchen in elektrisch geladene Teilchen - Ionen. Glasmoleküle, die ein oder mehrere Elektronen verloren haben, sind nicht mehr neutral. Die positive Ladung der Kerne in einem solchen Molekül ist größer als die negative Ladung der darin verbleibenden Elektronen. Das Molekül ist positiv geladen - es ist ein positives Ion. Ein Atom oder Molekül, das ein oder mehrere zusätzliche Elektronen eingefangen hat, wird als negative Ionen bezeichnet.

Berührt man mit diesem Stäbchen zwei an Fäden aufgehängte Blätter Seidenpapier, dann werden einige der Elektronen aus den Blättern von dem positiv geladenen Stäbchen angezogen und auf dieses übertragen. Die Blätter laden sich positiv auf und beginnen sich gegenseitig abzustoßen, wie in Abbildung 3 gezeigt.

Blätter können auch negativ geladen werden. Dazu müssen Sie anstelle von Glas einen Ebonit- oder Wachsstift und anstelle von Seide - Pelz oder Wolltuch nehmen. Beim Reiben von Wachs oder Ebonit mit Fell wird ein Teil der Elektronen vom Fell auf den Stock übertragen und dieser wird negativ geladen. Elektronen stoßen sich gegenseitig ab. Wenn der Stick das Stück Seidenpapier berührt,

Ein Teil der Elektronen wird darauf übertragen. Zwei Blätter, die wir mit einem Ebonit- oder Wachsstäbchen berühren, werden negativ geladen. Sie stoßen sich auf die gleiche Weise wie in Abbildung 3 ab und werden von den positiv geladenen Blättern angezogen (Abbildung 4).

Zum ersten Mal lernten die Menschen Elektrizität kennen, indem sie Bernstein mit Wolle rieben. Es war vor zweieinhalbtausend Jahren im antiken Griechenland. Bernstein wird im Griechischen "Elektron" genannt. So wurde das Wort „Elektrizität“ geboren.

Wir sehen jetzt, dass die elektrischen Eigenschaften von Bernstein, Glas, Ebonit und anderen Körpern, die die Menschen durch Erfahrung kennengelernt haben, nur eine Manifestation der elektrischen Kräfte sind, die zwischen Elektronen und Kernen wirken.

Die Bezeichnungen "positive" und "negative" Ladungen wurden gegeben, als über den Aufbau des Atoms, über Elektronen und Kerne nichts bekannt war. Später stellte sich heraus, dass die Kernladung positiv und die Elektronenladung negativ genannt wurde.

Ein positiv geladener Körper ist ein Körper, der einen Teil seiner Elektronen verloren hat. Ein negativ geladener Körper ist ein Körper, der überschüssige Elektronen aufgenommen hat. Die Elektrisierung von Körpern während der Reibung wird durch die Übertragung eines Teils der Elektronen von einem Körper auf einen anderen verursacht.

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Elektrisches Feld
Elektrische Phänomene in Natur und Technik
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Körper elektrifizieren, d.h. eine elektrische Ladung bekommen wenn sie Elektronen aufnehmen oder verlieren. In diesem Fall entstehen keine neuen elektrischen Ladungen. Es gibt nur eine Aufteilung der vorhandenen Ladungen zwischen den elektrisierenden Körpern: Ein Teil der negativen Ladungen wird von einem Körper auf einen anderen übertragen.

Elektrifizierungsmethoden:

1) Elektrifizierung Reibung: ungleiche Körper beteiligt sind. Die Körper erhalten Ladungen des gleichen Moduls, aber unterschiedlichen Vorzeichens.

2) Elektrifizierung Kontakt: Bei der Berührung eines geladenen und eines ungeladenen Körpers wird ein Teil der Ladung auf den ungeladenen Körper übertragen, dh beide Körper erhalten eine Ladung mit dem gleichen Vorzeichen.

3) Elektrifizierung durch Einfluss: mit Elektrifizierung, durch Einfluss, können Sie eine negative Ladung mit einer positiven Ladung auf den Körper bekommen und umgekehrt.

Körper aus neutralen Teilchen (Atome und Moleküle) sind unter normalen Bedingungen nicht geladen. Allerdings in Reibungsprozess Einige der Elektronen, die ihre Atome verlassen haben, können sich von einem Körper zum anderen bewegen. In diesem Fall überschreiten die Verschiebungen der Elektronen die Größe der Atomabstände nicht. Wenn die Körper jedoch durch Reibung getrennt werden, stellen sie sich als geladen heraus: Der Körper, der einen Teil seiner Elektronen abgegeben hat, wird positiv geladen, und der Körper, der sie aufgenommen hat, wird negativ geladen.
Reibungselektrifizierung erklärt sich durch den Übergang eines Teils der Elektronen von einem Körper zum anderen, wodurch die Körper unterschiedlich geladen werden. Körper elektrisiert durch Reiben aneinander angezogen werden. Induktionselektrifizierung wird durch die Umverteilung des Elektronengases zwischen Körpern (oder Körperteilen) erklärt, wodurch die Körper (oder Körperteile) unterschiedlich geladen werden. Es stellt sich jedoch die Frage: Sind alle Körper einer Elektrifizierung durch Induktion zugänglich? Experimente können durchgeführt werden, um zu sehen, dass Plastik-, Holz- oder Gummibälle leicht durch Reibung, aber nicht durch Induktion elektrisiert werden können.

Kenntnisse über das Elektron und die Struktur des Atoms ermöglichen es, das Phänomen der Anziehung von nicht-elektrifizierten Körpern an elektrifizierte zu erklären. Warum wird zum Beispiel eine Patronenhülse, die wir vorher nicht elektrifiziert hatten, von einem geladenen Stick angezogen? Schließlich wissen wir, dass das elektrische Feld nur auf geladene Körper wirkt.

Der Punkt ist, dass sich in der Hülle freie Elektronen befinden. Sobald die Hülse in das elektrische Feld eingeführt wird, beginnen sich die Elektronen unter der Wirkung der Feldkräfte zu bewegen. Wenn der Stab positiv geladen ist, gelangen die Elektronen zum Ende der Hülse, das sich näher am Stab befindet. Dieses Ende wird negativ aufgeladen. Am gegenüberliegenden Ende der Hülse fehlen Elektronen und dieses Ende wird positiv geladen (Abb. A). Der negativ geladene Rand der Hülle befindet sich näher am Stick, sodass die Hülle davon angezogen wird (Abb. B). Wenn die Hülse den Stab berührt, gehen einige der Elektronen davon zum positiv geladenen Stab. Auf der Hülse verbleibt eine unkompensierte positive Ladung (Abb. C).

Wenn eine Ladung von einem geladenen Ball auf einen ungeladenen Ball übertragen wird und die Größe der Bälle gleich ist, wird die Ladung in zwei Hälften geteilt. Ist die zweite, ungeladene Kugel jedoch größer als die erste, wird mehr als die Hälfte der Ladung auf sie übertragen.Je größer der Körper, auf den die Ladung übertragen wird, desto mehr Ladung wird auf ihn übertragen. Darauf basiert die Erdung - die Übertragung der Ladung auf den Boden. Der Globus ist groß im Vergleich zu den Körpern darauf. Daher gibt ein geladener Körper beim Kontakt mit dem Boden fast seine gesamte Ladung ab und wird praktisch elektrisch neutral.