Електризація через вплив

«Електризація тертям» не є єдиним способом відділення електронів від позитивних іонів. Ми розглянемо в цьому і наступному параграфах два інших методу розділення зарядів і отримання на тілах заряду того чи іншого знака.

Повторимо знову досвід зарядки електроскопа, описаний в § 1, і будемо уважно стежити за тим, в який саме момент листки електроскопа починають розходитися. Ми побачимо, що це відбувається ще до того, як заряджене тіло торкнеться стрижня приладу. Це показує, що провідник заряджається не тільки при контакті з зарядженим тілом, але і в тому випадку, коли воно знаходиться на деякій відстані. Досліджуємо докладніше це явище.

Підвісимо на ізольованому провіднику легкі листки паперу (рис. 14). Якщо спочатку провідник не заряджений, листки будуть в невідхиленому положенні. Наблизимо тепер до провідника ізольований металева куля, сильно заряджений, наприклад, за допомогою скляної палички. Ми побачимо, що листки, підвішені у кінців тіла, в точках і, відхиляються, хоча заряджене тіло і не стосується провідника. Провідник зарядився через вплив, через що і саме явище отримало назву «електризація через вплив» або «електрична індукція». Заряди, отримані за допомогою електричної індукції, називають наведеними або індукованими. Листки, підвішені у середини тіла, в точках і, не відхиляються. Значить, індуковані заряди виникають тільки на кінцях тіла, а середина його залишається нейтральною, або незарядженою. Підносячи до листків, підвішеним в точках і, наелектризований скляну паличку, легко переконатися, що листки в точці від неї відштовхуються, а листки в точці притягуються. Це означає, що на віддаленому кінці провідника виникає заряд того ж знака, що і на кулі, а на прилеглих частинах виникають заряди іншого знака. Видаливши заряджений кулю, ми побачимо, що листки опустяться. Явище протікає абсолютно аналогічним чином, якщо повторити досвід, зарядивши куля негативно (наприклад, за допомогою сургучу).

 

З погляду електронної теорії ці явища легко пояснюються існуванням в провіднику вільних електронів. При піднесенні до провідника позитивного заряду електрони до нього притягуються і накопичуються на найближчому кінці провідника. На ньому виявляється деяке число «надлишкових» електронів, і ця частина провідника заряджається негативно. На віддаленому кінці утворюється недолік електронів і, отже, надлишок позитивних іонів: тут з’являється позитивний заряд.

При піднесенні до провідника негативно зарядженого тіла електрони накопичуються на віддаленому кінці, а на ближньому кінці виходить надлишок позитивних іонів. Після видалення заряду, що викликає переміщення електронів, вони знову розподіляються по провіднику, так що всі ділянки його виявляються раніше незарядженими.

Переміщення зарядів по провіднику і їх накопичення на кінцях його триватимуть до тих пір, поки вплив надлишкових зарядів, що утворилися на кінцях провідника, не врівноважує ті виходять з кулі електричні сили, під впливом яких відбувається перерозподіл електронів. Відсутність заряду у середини тіла показує, що тут врівноважені сили, які виходять з кулі, і сили, з якими діють на вільні електрони надлишкові заряди, що накопичилися у кінців провідника.

Індуковані заряди можна відокремити на відповідних частинах провідника, якщо в присутності зарядженого тіла розділити провідник на частини. Такий досвід зображений на рис. 15. У цьому випадку змістилися електрони вже не можуть повернутися назад після видалення зарядженої кулі, тому що між обома частинами провідника знаходиться діелектрик (повітря). Надлишкові електрони розподіляються по всій лівій частині; недолік електронів в точці частково поповнюється з області точки, так що кожна частина провідника виявляється зарядженої: ліва – зарядом, за знаком протилежним заряду кулі, права – зарядом, однойменною із зарядом кулі. Розходяться не тільки листки в точках і, але й залишалися перш нерухомими листки в точках і.

 

ією обставиною часто користуються на практиці для зарядки провідників. Для того щоб цим способом зарядити електроскоп, ми можемо наблизити до нього заряджену паличку сургучу (несучу негативний заряд) і торкнутися стрижня електроскопа пальцем. При цьому деяке число електронів під впливом відштовхування від сургучу піде через наше тіло в землю, а на стрижні і на листках електроскопа утворюється деякий недолік електронів. Якщо тепер, попередньо відібравши палець, прибрати сургучною паличку, електроскоп виявиться зарядженим і притому позитивним зарядом (рис. 16). У цьому досвіді роль другої частини провідника грає наше тіло, поєднане з землею.

 

Відзначимо, що, користуючись явищем індукції, можна визначити знак заряду електроскопа. Наблизимо до електроскопа тіло із зарядом відомого знака, наприклад скляну паличку. Неважко збагнути, який знак заряду електроскопа, спостерігаючи, збільшується або зменшується при цьому відхилення листків (рис. 17).

Посилання на основну публікацію