Seletkov Mihail

Ez a mű bemutatja a hallgatóknak a statikus elektromosságot, annak néhány tulajdonságát, Érdekes tények statikus elektromosság alkalmazása.Az üzembe helyezett kísérletek menetét részletesen ismertetjük. A munka hasznos lehet a tanulók számára a világ és a fizika óráin.

Letöltés:

Előnézet:

BEVEZETÉS

A modern élet elképzelhetetlen rádió és televízió, telefonok, számítógépek, mindenféle világító- és fűtőberendezések, elektromos hasznosítási lehetőségen alapuló gépek, berendezések nélkül. És alig 200 évvel ezelőtt nagyon keveset tudtak az elektromosságról. Megtudtam, hogy az elektromosság tudománya a statikus elektromosság tanulmányozásával kezdődött. Elkezdett érdekelni, hogy mi az a statikus elektromosság, és magam is szerettem volna kísérletezni az elektromossággal. Így Cél:

Ismerje meg, mi a statikus elektromosság, empirikusan tesztelje tulajdonságait.

Ehhez a következőket kellett megoldani feladatok:

1. Tanulmányozza a statikus elektromosság szakirodalmát!

2 Válassza ki és végezze el a szükséges kísérleteket, készítse el az elektroszkóp feltételes modelljét

3. Tudja meg, hogyan kell modern világ alkalmazza a statikus elektromosság ismereteit

Munkám során a következő módszereket alkalmaztam:

Tudományos és ismeretterjesztő irodalom elemzése

Megfigyelés

Információk keresése az interneten

Kísérletek végzése

Építkezés

Fényképezés-szemléltető

Az elektromosság történetéből

Első fontos felfedezésekés találmányok az elektromosság terén a XVII- XVIII században. De az emberek először már a 6-7. században érdeklődtek az elektromosság iránt. időszámításunk előtt e. Tehát a milétusi filozófus, Thalész észrevette, hogy ha a borostyánt gyapjúval vagy szőrmével dörzsöljük, akkor az elkezd magához vonzani a foltokat és a szálakat. Én is tapasztaltam hasonlót. Valóban, ha a borostyánt gyapjúval dörzsöljük, az apró részecskék vonzódnak hozzá. Miért történik ez? Azokban a távoli időkben nem volt megfelelő magyarázat erre a jelenségre. Sok évszázaddal később, 1600-ban egy orvos angol királynő Elizabeth, William Gilbert írta az elsőt tudományos munka az elektromosságról és a súrlódással történő villamosításról. Felfedezte, hogy a borostyán helyett gyémánt, zafír, üveg és más anyagok is használhatók, amelyek a borostyánhoz hasonlóan magukhoz vonzzák a könnyű részecskéket. Ezeket az anyagokat elektromosnak nevezte (a görög „elektron” szóból, ahogy a görögök borostyánnak nevezték). Ezért később azokról a testekről, amelyek dörzsölés után olyan tulajdonságot szereznek, hogy más testeket vonzanak magukhoz, azt mondták, hogy felvillanyozták őket. De a tudósok több évszázadon át próbálták kideríteni, hogy miért villamosoznak a tárgyak, és hogyan történik ez, amíg fel nem fedezték ennek titkait. titokzatos jelenség az atom belsejében.

kísérleti rész

Mindenki ismeri ezt a jelenséget: ha leveszed a műszálas ruhákat, enyhe reccsenést hallasz, sőt sötétben még gyenge szikrák is látszanak, ráadásul a fonalak, szőrszálak és egyéb apró részecskék könnyen rátapadnak a szintetikus ruhákra. Mindezek a példák a statikus elektromosságnak nevezett jelenségre utalnak.

Statikus elektromosság- Ez egy olyan jelenség, amely a testben mozdulatlan elektromos töltések megjelenéséhez kapcsolódik.

A statikus elektromosságot bizonyítottan a súrlódás okozza. Ezt tapasztalatból láttam

Tapasztalat 1.

Anyagok:

üvegrúd

Nejlonzacskó

Kis papírdarabok

Előrehalad

1. Fogok egy üvegrudat, és kis világos papírra szedem. Semmi nem történik. Ez azt jelenti, hogy normál állapotban az üveg elektromosan semleges.

2. Majd egy műanyag zacskóval bedörzsölöm az üvegrudat. A papírdarabok azonnal vonzódni fognak hozzá. Ez azt jelenti, hogy a bot fel van villamosítva.

Következtetés: a villamosítás a súrlódás miatt következik be.

De hogyan történik? A válasz az anyag szerkezetében található. A természetben minden anyag apró részecskékből, úgynevezett atomokból áll. Az atomok pedig még kisebb részecskékből állnak: az atom középpontjában elhelyezkedő "+" töltésű protonokból és elektronokból, amelyek "-" töltésűek és a központtól távolabb helyezkednek el. Az atomban lévő pozitív és negatív töltések egyenlő nagyságúak, és az atom egésze elektromosan semleges. Amikor két tárgyat egymáshoz dörzsölünk, az egyik elkapja az egyes elektronokat a másik felületéről, és negatív töltést kap. Az a tárgy, amelyik elvesztette néhány negatív részecskét, pozitív töltésű lesz. Ez azt jelenti, hogy minden test negatívan vagy pozitívan villamosított. Azt javasolták, hogy egy villamosított műanyag rúd (ebonit) töltését negatívnak, az üvegrúd töltését pedig pozitívnak tekintsék. Ismeretes, hogy a hasonló töltések taszítják egymást, az ellentétes töltések pedig vonzzák egymást. Ennek a törvénynek a megbízhatóságát a kísérlet során sikerült ellenőriznem.

Tapasztalat 2.

Anyagok:

Rack rögzítés

fóliagolyókat

üvegrúd

Nejlonzacskó

Ébenfa pálca

Gyapjú szövet

Előrehalad

1. Dörzsöljön egy üvegrudat a polietilénre, és hozza a labdához.

2. Ugyanezt teszem a gyapjúra hordott ebonit bottal is.

Láttam, hogy a labda vonzódik az elektromos bothoz.

3. Ezután két szorosan egymás mellett lévő fóliadarabot teszek a rácsra, és mindkét darabot megérintem egy ebonit rúddal. Le fognak pattanni.

4. Mindkét darabot üvegrúddal érintem. El fognak tolni

5. Most az egyik fóliát üvegrúddal, a másikat ebonittal fogom megérinteni. Vonzani fognak egymáshoz.

1. Következtetés : Az elektromosság képes vonzani és taszítani, ugyanazok a töltések taszítják egymást, és a különböző töltések vonzzák egymást.

A kísérletek során azt vettem észre, hogy az objektum villamosítása gyorsan leáll. Miért függ? Ennek az az oka, hogy az atomhoz kapcsolt extra elektronok vagy a levegőben eloszlanak, vagy más testekbe kerülnek. Az elektromosságot jól vezető testeket vezetőknek nevezzük. Így az összes anyagot vezetőkre és dielektrikumokra osztják. Ezt tapasztalattal tudod ellenőrizni.

Tapasztalat 3. Anyagok:

Ébenfa pálca

műanyag golyóstoll

- fa ceruza

- Radír

- fém kanál

- Kis papírdarabok

Előrehalad

1. Az állványra egy cérnára akasztottam egy golyóstollat, egy fa ceruzát, egy gumidarabot. Kis papírdarabkákat tett le az asztalra. 2. Egy feltöltött pálcával megérintette a toll tetejét, ceruzát és gumit. Semmi nem történik.

3. Fémkanalat akasztottam az állványra. Amikor megérintette a kanál tetejét, az asztalon lévő papírdarabkák megmozdultak és ugrottak. Ez azt jelenti, hogy a kanál tetejéről származó töltet szétterjedt a kanálban.

Következtetés: A fém jól vezeti az elektromosságot, míg a gumi, a fa és a műanyag nem.

Most már értem, hogy miért fémből vannak a vezetékek, és hogy a töltet ne „hagyjon” ott, ahol nem kellene, gumiból vagy műanyagból készült hüvelybe öltöztetik.

Tehát a természetben minden anyag vezetőre és nem vezetőre van felosztva, emellett kétféle elektromos töltés létezik, ugyanazok taszítják, és az ellentétesek vonzzák. Egy speciális eszköz - elektroszkóp - segítségével megtudhatja, hogy egy test vezető vagy dielektrikum, van-e elektromos töltése, nagysága és előjele. Sikerült megkonstruálnom egy elektroszkóp primitív modelljét. ( Kinézet modelleket lásd a mellékletben) Néhány kísérletet végeztem elektroszkóppal.

Tapasztalat 4.

Anyagok:

Ébenfa pálca

Gyapjú szövet

üvegrúd

Nejlonzacskó

fából készült vonalzó

műanyag vonalzó

Tapasztalat 4.1.

Előrehalad

1. Egy töltött ebonit rúddal megérintem az elektroszkópot. A levelek azonnal elválnak egymástól, mintha taszítanák egymást. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az ebonit rúdból átvitt, azonos nevű negatív töltést kaptak.

2. A kezemmel megérintem a fémhuzalt. A levelek lehullanak. A töltés átmegy a kézbe.

3. Gyapjúval dörzsölt fa vonalzóval érintem meg a drótot. Semmi nem történik.

Következtetés: Elektroszkóp segítségével láttam, hogy az emberi test jól vezeti az elektromosságot, a fa pedig nem villamosított, dielektrikum.

Tapasztalat 4.2.

Előrehalad

1. Vegyen egy gyapjúra hordott műanyag vonalzót, és érintse meg az elektroszkópot. A levelek szétesnek.

2. Most egy töltött ebonit rúddal érintem meg az elektroszkópot. A terjedés nőtt. Ez jól látható a mi feltételes skálánkon. Ez azt jelenti, hogy a műanyag vonalzó töltése megegyezik az ebonitpálcáéval. Minél erősebb az elektromos töltés, annál jobban eltávolodnak a levelek.

Következtetés: Egy elektroszkóp segítségével meg lehet határozni egy test töltését, ha egy másik test töltése ismert.

Tapasztalat 4.3.

Előrehalad

1. Töltött üvegrúddal megérintem az elektroszkópot. A levelek szétesnek.

2. Töltött ebonit rudat viszek az elektroszkóphoz. A levelek azonnal lehullanak.

Következtetés: ismert töltésű test kisüthető egy ellentétes töltésű testtel.

A statikus elektromossággal kapcsolatos ismeretek alkalmazása.

A statikus elektromosság a természetben, a mindennapi életben és a technikában gyakran előforduló jelenség. Mindenki ismeri a statikus elektromosság legszembetűnőbb példáját. Ez villámlás. Zivatar idején a felhők súrlódnak a levegőhöz, és negatív töltésűek lesznek. Ellentétes töltést vonzanak, ami felhalmozódik a talajon, fákon, házakon. Amikor a felhő töltése túl nagy lesz, elektromos kisülés lép fel - villámlás, vagyis az elektromos töltések éles és nagyon erős mozgása a felhőből a talajba. A villám erős fényvillanásként látható. Nagyon veszélyes lehet. Az első villámhárítót Benjamin Franklin találta fel 1752-ben. Rájött, hogy a villámlás hatalmas energiakisülés, és egy hegyes fémrúd magához tudja vonzani ezt a kisülést. A modern villámhárítóknak földelővezetékük van. Ezen keresztül elektromos töltések jutnak a földre.

Az ember megtanulta alkalmazni a statikus elektromossággal kapcsolatos ismereteit élete és munkája más területein. Íme néhány példa. Amikor a levegőhöz dörzsölődik, a repülőgép felvillanyozódik. Ezért a leszállás után nem szállítanak azonnal fémlétrát a repülőgéphez; kisülés léphet fel, ami tüzet okozhat. Először a repülőgépet kisütik: egy fémkábelt leeresztenek a földre, csatlakoztatják a repülőgép burkolatához, és a kisülés a talajba kerül. Száraz úton ugyanúgy villamosítják a gumikat. Ezért nem a szépség kedvéért fémláncokat akasztanak az éghető anyagokat szállító tartálykocsik mögé. A statikus elektromosság olyan ipari helyiségekben is veszélyes, ahol éghető anyagok gőzei vagy porai vannak. Vannak esetek, amikor az ilyen helyiségekben a statikus elektromosság kisülései robbanáshoz és tüzekhez vezettek. Sok baj okoz statikus elektromosságot a mindennapi életben. A szennyeződések a ruhákra tapadnak, különösen a szintetikusra, a statikus elektromos kisülések károsak az egészségre és károsíthatják a háztartási készülékeket, például a számítógépet. A statikus elektromosság természetének ismerete sok hasznos dolgot tett lehetővé a mindennapi életben: légionizátorok, antisztatikus szerek ruhákhoz, kondicionálók haj- és ágyneműkhöz stb. De a statikus elektromosság is hasznos lehet. Ezen az elven a porgyűjtőket nagy gyárakban gyártják. A gyári kéményre egy negatív töltésű rúd van rögzítve, amelyen megtelepednek a pozitív töltésű füstrészecskék. Ennek eredményeként csökken a környezetszennyezés.

KÖVETKEZTETÉS

A témán dolgozva sikerült elérni a célomat. Megtanultam, mi az a statikus elektromosság, kísérletek segítségével ellenőriztem néhány tulajdonságát, megismerkedtem a statikus elektromosság felhasználásával kapcsolatos érdekességekkel. Munkámat relevánsnak és ígéretesnek tartom. Az emberiség több mint egy évtizede keresi az új energiaforrásokat. A statikus elektromosság az ilyen források közé tartozik. Ezért szükséges jól ismerni tulajdonságait és képességeit. Munkám hasznos lehet a diákok számára a világ és a fizika óráin. Az általam elvégzett kísérletek alapul szolgálhatnak a trükkök bemutatásához. És a különféle modellek gyermekkorban történő felépítése gyakran ösztönzőleg hat a szakmaválasztásra.

BIBLIOGRÁFIA

1. Galpershtein L.Ya. Szórakoztató fizika: M: Rosmen Kiadó, 1998

2. Puig M., Vives J. Fizikai iskola atlasza: M: "Rosmen", 1998

3. Tomilin A. Történetek az elektromosságról: M.: Det. lit., 1987

4. Zsukov V. Kognitív tapasztalatok az iskolában és otthon: M: "Rosmen", 2001

5. Kísérletek nagy könyve / szerk. A. Meyani: „ROSMEN-PRESS kiadó”, 2004

6. T.Tit Tudományos móka. Fizika: kísérletek, trükkök és szórakozás: - M: AST: Astrel, 2008

Előnézet:

A prezentációk előnézetének használatához hozzon létre fiókot magának ( fiókot) Google és jelentkezzen be:

Néha a hétköznapi tárgyak első pillantásra természetfeletti erőt mutatnak: a műanyag pálcika úgy tudja magához vonzani a papírt, mint a mágnes a vasat, vagy a hungarocell ragad a ruhához. A statikus elektromosság felelős ezekért az apró csodákért.

A statikus elektromosság az elektromosan töltött részecskék - negatív elektronok és pozitív atomok protonjai - kölcsönhatása eredményeként jön létre. Normális esetben a testek elektromosan semleges állapotban vannak, mivel egyenlő számú, egyenletes eloszlású negatív és pozitív részecskéből állnak. Az elektronok megszerzésével vagy elvesztésével azonban a semleges testek feltöltődhetnek.

A testek feltöltődnek a súrlódás (dörzsölés) következtében, ami egyes anyagokat megfoszt elektronjaik egy részétől, így ezek az anyagok pozitív töltésűekké válnak. Például egy műanyag pálca szőrmével való dörzsölése elektronokat visz át a szőrből a műanyagba. Ennek eredményeként a műanyag negatív töltést kap, és a szőr pozitívvá válik. Ha a negatív töltésű műanyagot elektromosan semleges papírdarabokhoz közelítik, akkor azok elkezdenek tapadni a műanyaghoz. A "varázslatos" vonzerőt a műanyag negatív töltése okozza.

Az elektromosság alapszabálya

Az elektromosság alaptörvénye kimondja, hogy az ellentétes előjelű (+ -) töltések vonzzák, az azonos nevű (++ vagy -) töltések pedig taszítják egymást. A vonzó és taszító erők nagysága a távolságtól függ: minél közelebb vannak egymáshoz a töltött testek, annál nagyobb a megfelelő erő.

Érintésmentes villamosítás

Ha egy negatív töltésű rudat egy semleges test közelében tartunk, a rúdon lévő töltés a test felületi elektronjait (kék kockákat „-” jellel) a túlsó oldalára mozgatja. A testnek a rúdhoz legközelebb eső oldala pozitív töltésű lesz (rózsaszín kockák „+” jellel).

A súrlódás varázsa

Egy műanyag pálca szőrmével való dörzsölése következtében a pálca elektronokat nyer (-), negatív töltést hozva létre rajta. Ezt követően a bot elkezdi magához vonzani a papírt.

A töltésjel meghatározása

Egyes anyagok megnövekedett számú "szabad" elektront tartalmaznak, amelyek szabadon mozoghatnak az atomok között (-). Más anyagok erősen kötik elektronjaikat a pozitív töltésű (+) atommagokhoz. Ha két anyag, például a hungarocell és a toll egymáshoz dörzsölődik, az, amelyik több szabad elektront (jelen esetben tollat) tartalmaz, elveszíti azokat, és pozitív töltést kap.

ma már mindenki számára ismerősek. Elektromosság közlekedésben, otthonainkban, gyárainkban, gyárainkban, mezőgazdaság stb. De ahhoz, hogy megértsük, mi ez, először meg kell ismerkednie az úgynevezett jelenségek széles skálájával elektromos.
E jelenségek egy részét az ókorban fedezték fel. Az ókori görög tudós, Thalész (Kr. e. 7-6. század) észrevette, hogy a gyapjúval dörzsölt borostyán elkezdi vonzani más anyagok (szalma, gyapjú stb.) könnyű darabjait. Kétezer évvel később W. Gilbert (1544-1603) angol fizikus felfedezte, hogy nem csak a dörzsölt borostyán, hanem a gyémánt, a zafír, az üveg és néhány más anyag is hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. Mindezeket az anyagokat elektromosnak nevezte, vagyis a borostyánhoz hasonlónak (mivel a görög "elektron" szó "borostyánt" jelent).
Ezt követően a testről, amely dörzsölés után megszerezte azt a tulajdonságot, hogy más testeket vonz magához, elkezdték azt mondani, hogy villamosított, vagy amit közölnek vele. A test elektromos töltésének folyamatát pedig villamosításnak kezdték nevezni.
Az úgynevezett fizikai mennyiség elektromos töltés betűvel jelölve q:
q - .
Az elektromos töltés SI mértékegységét ún medál(1 C) C. Coulomb (1736-1806) francia fizikus tiszteletére. Ennek a mennyiségnek a meghatározását a 10. § tartalmazza.
A test, amelyik rendelkezik q nem egyenlő nullával nevezzük töltött, és a test, amely q egyenlő nullával, - semleges(töltés nélkül).
Térjünk a tapasztalatra. Vegyünk egy üvegrudat, és húzzuk kis papírra. Meglátjuk, hogy nem lesz semmi. Ez arra utal, hogy normál állapotában az üveg (a legtöbb más testhez hasonlóan) elektromosan semleges. Most dörzsöljük a botot egy papírlapra, és ismét vigyük a papírdarabokhoz. Meglátjuk, hogyan fognak azonnal vonzódni hozzá (1. ábra). Ez azt jelenti, hogy a papír súrlódása következtében a pálcika felvillanyozott: elektromos töltése nullától eltérő lett.

Hasonló jelenség figyelhető meg száraz haj fésülésekor. A hajnak a fésűhöz való vonzódása is az elektromosság eredménye.
Ha egy villamosított rudat közelebb viszünk egy vékony vízsugárhoz, akkor meggyőződhetünk arról, hogy nem csak szilárd testek, hanem folyékony is (2. ábra).

Egy elektromos tárgyat a kezünkhöz hozva, vagy a kezét egy működő tévé képernyője közelébe helyezve, amelynek felületén elektromos töltések is találhatók, enyhe reccsenést hallhatunk, a sötétben pedig olykor apró szikrákat is lehet látni. Ez is az elektromosság megnyilvánulása.
A súrlódásos villamosításból származó elektromos töltéseket néha ún statikus elektromosság. Leggyakrabban ártalmatlan (például amikor leveszi a műruhát a feje fölött, a lábát a szőnyegen csoszogja, vagy a székben mocorog egy óra alatt). De néha veszélyes is lehet. Például a tartályból benzin kiöntésekor figyelembe kell venni a folyadék villamosítását egy fémhez való súrlódás során, amelynek felületén folyik. Ha nem tesznek különleges óvintézkedéseket az elektromos töltés elvezetésére, a benzin meggyulladhat és felrobbanhat.
Emlékeztetni kell arra, hogy a súrlódás általi villamosítás eredményeként mindkét test elektromos töltést szerez. Például, amikor egy üvegrúd és a gumi érintkezik, az üveg és a gumi is felvillanyozódik. A gumi üvegrúdhoz hasonlóan elkezdi vonzani a fénytesteket (3. ábra).

A testek felvillanyozásához általában egy érintés nem elegendő. A testeket szorosan egymáshoz kell nyomni. Ez azért történik, hogy csökkentsék a testek közötti távolságot, és ugyanakkor növeljék a köztük lévő érintkezési területet.
A selyemre dörzsölt üvegrúd magához vonzza a könnyű tárgyakat (például papírdarabokat). Ugyanezek a darabok vonzódni fognak a szőrmén viselt ebonit bothoz. Ez azt jelenti, hogy ezek a testületek által megszerzett töltetek semmiben sem különböznek egymástól?
Térjünk rá a kísérletekre. A cérnára felfüggesztett ebonit rudat szőrmével szembeni súrlódással villamosítjuk. Vigyünk hozzá egy másik hasonló botot, amely a súrlódástól villanyozza fel ugyanazt a szőrdarabot. Látni fogjuk, hogy a rudak taszítani fognak (4. ábra). Mivel a botok ugyanazok, és ugyanazon testhez dörzsölve felvillanyozták őket, vitatható, hogy azonos típusú töltetek voltak. A tapasztalat azt mutatja az azonos típusú töltésű testek taszítják egymást.

Most pedig vigyünk egy selyemre dörzsölt üvegrudat egy cérnán felfüggesztett, villamosított ebonit rúdhoz. Meglátjuk, hogy vonzódnak. Ha az üvegrúdon ugyanolyan töltés lenne, mint egy ebonit rúdon, akkor taszítanák egymást. Megfigyeljük a vonzást (5. ábra). Ez azt jelenti, hogy a selyemre dörzsölt üvegen másfajta töltés keletkezik, mint a szőrmére dörzsölt eboniton. A tapasztalat azt mondja különböző töltésű testek vonzódnak egymáshoz.

Egy felfüggesztett, villamosított ebonitpálcához közeledve különféle anyagokból: gumiból, plexiből, műanyagból, nejlonból stb. készült, töltött testekhez, látni fogjuk, hogy egyes esetekben a bot eltaszítja, máshol pedig vonzza.
Mindezek a kísérletek azt mutatják A természetben kétféle elektromos töltés létezik..
Olyan töltést, amilyen a selyemre dörzsölt üvegen keletkezik, ún pozitív(+), és olyan töltést neveztek el, ami a gyapjúval dörzsölt borostyánon keletkezik negatív (-).
A villamosítási kísérletek eredményeként azt találtuk, hogy minden anyag sorba rendezhető, amelyben az előző test a következő testtel szembeni súrlódás hatására pozitívan, a következő pedig negatívan villamosodik. Itt van például egy ilyen sor: nyúlbunda, üveg, kvarc, gyapjú, selyem, pamut, fa, borostyán, gumi.
A fent leírt kísérletek azt mutatják, hogy a töltött testek kölcsönhatásának természete engedelmeskedik egyszerű szabály: Az azonos előjelű elektromos töltésű testek taszítják egymást, az ellenkező előjelű töltésűek pedig vonzzák egymást. Röviden, ez a szabály a következőképpen fogalmazódik meg: mint a töltések taszítják egymást, az ellentétes töltések pedig vonzzák egymást.

???
1. Mit nevezünk villamosításnak?
2. Melyik görög szóból származik az "elektromosság" kifejezés?
3. Az egyik vagy mindkét testet villamosítja a súrlódás?
4. Milyen kétféle elektromos töltés létezik a természetben? Milyen kísérletekből következik, hogy tényleg kettő van?
5. Fogalmazzon meg egy szabályt, amely leírja a töltött testek kölcsönhatásának természetét!
6. Egy fadarabot selyemre dörzsölünk. Milyen töltetek jelentek meg (jellel) egy fadarabon és mi a selyemen?
7. Hogyan nevezzük a töltés mértékegységét?
8. A kísérleti feladatok elvégzése után írja le a 6. ábrán látható kísérleteket!

Kísérleti feladatok.
1. Fújj fel egy bababallont, majd dörzsöld a gyapjúhoz, szőrméhez vagy hajához. Miért kezd hozzátapadni a labda különféle tárgyakhoz, sőt a mennyezethez is?
2. Tekerje fémfóliát a ceruza köré, és óvatosan távolítsa el a kapott hüvelyt a ceruzáról. Akassza fel egy selyem- vagy nejlonszálra. Érintse meg a patronházat egy elektromos testtel, amelynek töltési jele ismert. Ezután villamosítson fel más testeket (műanyag toll, fésű, üvegpohár stb.), és a hüvelyhez hozva határozza meg e testek töltésének jelét. Jegyezze fel a kísérletek eredményeit egy füzetbe!

S.V. Gromov, I.A. Szülőföld, fizika 9. évfolyam

Az óra tartalma óra összefoglalója támogatási keret óra bemutató gyorsító módszerek interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önvizsgálat műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélés kérdések szónoki kérdések a tanulóktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek grafika, táblázatok, sémák humor, anekdoták, viccek, képregények példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek chipek érdeklődő csaló lapok tankönyvek alapvető és kiegészítő kifejezések szószedete egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben az innováció elemei a leckében az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckék naptári terv évre a vitaprogram módszertani ajánlásai Integrált leckék

Ha javításai vagy javaslatai vannak ehhez a leckéhez,

A lecke részlete a következő témában: "Testek villamosítása"

Malgina Vera Borisovna, fizikatanár,

Szentpétervár központi kerületének 80. számú oktatási központja

Kulcsszavak:kísérletek a testek villamosításával kapcsolatban; minimális időbefektetéssel maximális hatást elérni a gondolkodás fejlesztésében, kreativitás diákok; folytassa a tanulók készségének kialakítását a kísérletekhez és kísérletekhez szükséges eszközök készítésére, kísérletek lefolytatására, cselekvéseik megtervezésére, következtetéseik érvelésére; a bajtársi kölcsönös segítségnyújtás érzésének elősegítése, a csoportmunka etikája.

Az egyes tanulók munkájának a legnagyobb hatású megszervezése érdekében javasoljuk, hogy vigyenek magukkal kísérleteket a leckére a következő anyagokat: három léggömb, 25 cm-es nylon kendő, cérna, műanyag zacskó, ragasztószalag vagy ragasztószalag, három műanyag fésű, olló, nylon harisnya, fém gemkapocs, szemcsék pattogatott kukorica, egy darab gyapjú vagy szőr, egy szívószál koktélhoz.

Egy kísérletet egy 2 tanulóból álló csoport végez. A csoport számára egy lapot adnak ki az élmény leírásával. A csoport egy íróasztalnál végez kísérletet, magyarázatot készít a megfigyelt jelenségre, és bemutatja a tapasztalatot az egész osztálynak. Ha az élményleírás tartalmazza gyakorlat, beszéljétek meg az egész osztállyal.

1. A testek villamosítási jelenségei.

Tapasztalja meg a "statikus ragasztót"

Anyagok:

*Ébenfa bot

*szőrme

*papírdarabok

*üvegrúd

*újság

Sorrendezés

Ébonit bottal érintse meg az asztalon heverő kis papírdarabkákat, és emelje fel a pálcát - a papírdarabok az asztalon maradnak. Ez azt jelzi, hogy a papírlevelek és a pálca közötti gravitációs kölcsönhatás nem elegendő ahhoz, hogy a pálcikához vonzza őket.

Dörzsöljük rá az ebonit botot a fújtatóra, és hozzuk ugyanazokhoz a papírdarabokhoz - ugrálnak és rátapadnak a pálcára, majd egy idő után visszapattannak róla. Ezután megismételjük a kísérletet úgy, hogy egy üvegrudat közelebb hozunk a papírdarabokhoz, majd átdörzsöljük egy újsággal. A papírokat erősen vonzza a bot.

Magyarázat A szőrmével vagy a selyemmel való érintkezés és súrlódás eredményeként az ebonit rúd új minőséget kapott, amely különösen abban nyilvánul meg, hogy képessé vált arra, hogy a gravitációs vonzás erejénél sokkal nagyobb erővel vonzza magához a könnyű testeket. A megfigyelt jelenség a testek villamosítása. Az elektromosság hatására a test elektromos töltést kap.

Tapasztalat "Mindent fel lehet tölteni"

Anyagok:

*három golyó

*két szál 30 cm hosszú

*egy darab gyapjúszövet vagy filc

*szövetbetétes ragasztószalag

*újság.

Sorrendezés

Rögzítsen egy felfújt léggömböt az asztal felülete alá. Reszelje le a labdát (több mint 20 mozdulattal) egy ronggyal. Engedje el a labdát, és szabadon fog lógni.Dörzsölje át a második labdát egy gyapjúdarabbal. Fogd a szál végére, és vidd az elsőhöz.

Mi lesz a labdákkal? Rögzítse a második léggömböt elég közel az elsőhöz, hogy úgy tűnjön, mintha szétrepülnének.

Magyarázat A legtöbb test kezdetben semleges töltéssel rendelkezik (azaz nincs töltése). Ha azonban bizonyos anyagokkal dörzsöljük őket, pozitív vagy negatív töltést kapnak. Ezt a jelenséget az ún villamosítás.

A léggömb gyapjúval való dörzsölésekor láthatatlan negatív töltések mozognak a gyapjúból a léggömbbe. Ennek eredményeként a labda töltési egyensúlya megbomlik. A kívülről érkező töltések teljes negatív töltést adnak a labdának. Az áthelyezés után az apró töltések a helyükön maradnak (innen ered a statikus szó).

Ha két feltöltött golyó nagy távolságra van egymástól, akkor töltéseik nem elegendőek ahhoz, hogy egymásra hatjanak. Közeledéskor a golyók taszítják egymást, mert mindkettő negatív töltésű. Ez az erő arra készteti őket, hogy szétrepüljenek, és bizonyos távolságra megálljanak egymástól.

Gyakorlat!

1) Hozd a harmadik feltöltött labdát az első kettőhöz. Milyen alakot alkotnak ennek hatására a taszító golyók?

2) Villamosítsd fel az egyik labdát egy újságpapírra, a másikat egy gyapjúszövetre. Akassza fel őket egymástól bizonyos távolságra. Miért vonzzák őket?

3) Kölcsönhatásuk különösen jól látható, ha az egyik az asztal felületére gurul, akkor a másik utána. Miért?

"Pozitív töltés" tapasztalat

anyagokat

* 25 cm-es nylon szövet

* olló

* nejlonzacskó

Sorrendezés

Vágjon ki egy darab szövetet. Hajtsa félbe a műanyag zacskót, és vegye a kezébe. Helyezzen egy darab nejlonszövetet ezek közé a felek közé, és többször húzza át a zacskót a nejlonon. Mi történik, ha eltávolítja a csomagot? Mitől viselkedik így a nylon?

Magyarázat A gyapjúval ellentétben a polietilén nem adja fel könnyen negatív töltéseit. Éppen ellenkezőleg, könnyebben szerez negatív töltéseket. Amikor a zacskót a nejlonon vezeti, a negatív töltések átkerülnek a polietilénbe. Emiatt a nylon pozitív töltést kap. Mivel a nylon mindkét fele azonos töltésű, taszítják egymást és eltávolodnak egymástól.

Gyakorlat!

Feltöltődik a műanyag zacskó, ha gyapjúval dörzsöli?

Tapasztalat"Fordítsa el a nyilat"

Anyagok:

* Fém gemkapocs

* darab gyapjú

* műanyag fésű

* papír

* olló

Sorrend:

Hajtsa ki a gemkapcsot a képen látható módon. A gemkapocs kihajtott részének az asztalon kell feküdnie. Rajzolja le az alábbi nyilat egy papírlapra, és vágja ki ollóval. Enyhén hajlítsa meg a nyilat a szaggatott vonalak mentén, élekkel lefelé. A vonalak metszéspontja az egyensúly középpontja. Óvatosan helyezze a nyilat a mérleg középpontjával a gémkapocs hegyére.

Töltsön fel egy műanyag fésűt egy darab gyapjúval. Vigye a fésűt a versóriumba. Mit látsz? El tudod érni, hogy a nyíl teljes körben forogjon a tengelye körül?

Magyarázat A töltött fésű pozitív töltésű területet indukál a békán. Ez a pozitív töltésű régió és a negatív töltésű fésű vonzódik egymáshoz. A keletkező erő elegendő ahhoz, hogy a tűt bármilyen irányba elfordítsa.

Gyakorlat!

Lehet alufóliából nyilat csinálni?

Tapasztalat „Készítsen elektroszkópot »

Egy eszköz, amely lehetővé teszi a testek gyenge elektromosságának észlelését is.

A laboratóriumban a tudósok elektroszkóp (scopeo (görög) - megfigyelem) segítségével mérik a statikus töltést. Ez az eszköz a relatív töltési mennyiséget mutatja.

anyagokat

* Átlátszó műanyag pohár

* gyurma

* olló

* két darab alufólia

* léggömb

* szőrme

* fém gemkapocs

Sorrendezés

Készítsen egy kis lyukat a gemkapocshuzal átmérőjével az üveg aljának közepén. Vágjon ki az alufóliából 0,5 x 4 cm-es darabokat, hajtsa ki a gemkapcsot, és adjon neki kampós formát. Helyezze a leveleket a horogra. Illessze a gemkapocs teljesen kihajtott felső részét az üveg alján lévő lyukba, és rögzítse egy darab gyurmával. A levelek ne érjenek hozzá az üveghez, és jól láthatónak kell lenniük. Egy darab fóliát sodorjunk kis golyóvá. Helyezze a labdát az üvegből kilógó gemkapocs hegyére. Helyezze a poharat az asztalra. Töltsön fel egy léggömböt egy darab gyapjúval vagy szőrmével. Lassan vigye fel a léggömböt a fóliás léggömbhöz. Mi történik a levelekkel az elektroszkópban? Vegye el a léggömböt. Hogyan reagálnak erre a levelek?

Magyarázat Ha egy léggömböt elektroszkóp közelébe visz, az töltést indukál. A ballon negatív töltése taszítja az alufólia ballonban lévő elektronokat. Ezek az elektronok a gémkapoccsal lefelé áramlanak a levelekhez. Minden levél negatív töltést kap. Mivel a hasonló töltetek taszítják egymást, a levelek szétrepülnek. különböző oldalak. Miért töltődik fel az elektroszkóp kisebb töltéssel, ha egy villamosított ebonit rúd egyik pontjával megérintjük, és miért fertőződik meg nagyobb töltéssel, ha ebonit rúddal áthaladunk egy golyón?

Tapasztalja meg a "Varázspálca"

" Gyere hozzám. Hallgass rám. parancsolom neked. Fordulj meg." Álmodsz egy varázspálcáról? Mit akarsz, hogy képes legyen? Esetleg különféle tárgyak mozgásának vezérlésére használja? Ha igen, van esélyed ilyen varázspálcát szerezni? Lehet minden pálca varázslatos?

anyagokat

· asztalitenisz labda

· műanyag fogantyú

· gyapjú

Sorrend:

Helyezze az asztalitenisz labdát sima felületre, hogy ne mozduljon el. Dörzsölje át a műanyag fogantyút gyapjúval. Ezután vigye elég közel a tollat ​​a labdához. Mi fog történni? Próbálja mozgatni a fogantyút úgy, hogy a labda utána mozduljon. Sikerült?

Magyarázat Mivel gyapjúval dörzsölte a tollat, negatív töltések mozgolódnak. Ezek a töltetek elhagyták a gyapjút, és felhalmozódtak a nyélen. A toll negatív töltésű lett. Amikor a tollat ​​a labdához vitte, annak elektromos tere befolyásolta a labdán lévő töltéseket. A labda nyélhez legközelebbi területén lévő negatív töltések kiszorulnak a nyélből, és a labda belsejébe kerülnek, így a labda egyik oldala pozitív töltésű. A golyónak ez a pozitív töltésű oldala és a negatív töltésű fogantyú vonzódik egymáshoz. Ha a tehetetlenséget és a súrlódást leküzdjük, akkor a labda elkezd mozogni a fogantyú mögött.

Ghost Foot Experience

Anyagok:

*Nylon harisnya

*nejlonzacskó

*sima fal

*ballon

*gyapjú darab

Sorrendezés

Egyik kezébe vegye a harisnyát, a felső végénél fogva. Másik kezével dörzsölje át a harisnyát egy műanyag zacskóval többször egy irányba. Ezután távolítsa el a csomagot. Ügyeljen arra, hogy a harisnya ne érjen hozzá semmihez (még hozzád sem). Mi lesz a formájával? Elmagyaráznád, amit látsz? Most tegye a harisnyát a falhoz. Mi lesz vele? Olyan lesz, mintha egy léggömböt ragasztana a falhoz, ha egy gyapjúdarabbal dörzsölné a léggömböt? Vannak különbségek? Töltse fel újra a labdát, és nézze meg, hogy jól tapad-e egy fa, fém vagy üveg felülethez.

Magyarázat Ahogy a műanyag zacskó a harisnyán mozgott, negatív töltéseket vett fel. Emiatt a harisnya összességében pozitív töltést kapott. Mivel a pozitív töltések eloszlottak a harisnyában, elkezdték taszítani egymást. Emiatt a harisnya "kitágul" és felvette a lábszár formáját, ami a gyártás sablonja lett volna. Mi történt, amikor a falhoz tetted a harisnyát? A pozitív töltésű harisnya úgy működik, mint egy negatív töltésű labda, és ellenkező előjelű töltést indukál a falfelületen. A negatív és pozitív töltések vonzzák, és a harisnya a falhoz tapad.

Tapasztalja meg a „rádiójelet”

S… o… s. Amikor a Titanic süllyedni kezdett, rádiósa ezt a jelet küldte segítségért. Valahányszor megnyomja a billentyűt, hogy üzeneteket küldjön morze kóddal, egy ideiglenes elektromos áramkör bezárul. Ez az áramkör szikrát okoz, és a jelek a süllyedő hajó antennájából származnak energiahullámok formájában. Ezeket a hullámokat más hajók antennái veszik. Az antennától a jel a vezetékeken keresztül a rádióba jut. A rádióvevőben a láthatatlan hullámok hallható hangokká alakulnak.

A tapasztalat megmutatja, hogyan használhatja a szikrát üzenet küldésére morze kóddal.

Anyagok és felszerelések

*szőnyeg

*fém ajtókilincs

*rádió

Sorrendezés

Kapcsold be a rádiót. Hangolja olyan frekvenciára, amely nem vesz jeleket. Ha a hangot is bekapcsolja, a rádió csak légköri zajt továbbít.

Sétálj cipőben a szőnyegen. Menjen a kilincshez, és érintse meg, miközben hallgatja a rádiót. Mit hallasz?

Magyarázat A szikra elektromágneses hullámot, egy különleges energiát hoz létre. Ez a hullám terjed a térben. Egy rádióantenna képes ilyen energiát fogadni. A jelet „elfogják”, és a vezetékeken keresztül eljuttatják a rádióáramkörhöz. Ebben a jelet hanggá alakítják, amelyet felerősítenek és a hangszórón keresztül reprodukálnak.

Tapasztalat"Ugráló szemek"

A pattogatott kukorica magja kiváló anyag a tudományos kísérletekhez. Mivel nagyon könnyűek, nem igényel nagy erőt a mozgatáshoz. Ezenkívül a levegő szemcséi nagyon jól hordoznak elektromos töltést. Nézze meg és tapasztalja meg.

anyagokat

* pattogatott kukorica mag

*egy darab gyapjú vagy szőrme

*ballon

Sorrendezés

Tegyünk néhány magot egy léggömbbe. Fújd fel a léggömböt. Dörzsölje a labdát egy darab gyapjúval vagy szőrmével. Ha az anyag nincs kéznél, dörzsölje a labdát a hajára. Fogja meg a labdát azon a helyen, ahol meg van kötve. Nézd meg a szemcséket a léggömb belsejében. Állnak vagy mozognak? Érintse meg a labdát a másik kéz ujjaival. Hogyan fognak viselkedni a szemek? Ha semmi sem történik, töltse újra a ballont kétszer hosszabb dörzsöléssel.

Magyarázat

Mivel gyapjúval dörzsölte a labdát, negatív töltésű lett. Ez a negatív töltés pozitív töltést indukál a szemcséknek a gyöngyhöz legközelebb eső oldalán. Ez a pozitív töltésű régió vonzódik a gyöngyhöz, aminek következtében a szemcsék a gyöngy negatív töltésű felületéhez tapadnak.

Amikor ujjaival megérinti a labdát. A dolgok állása változik. A negatív töltés a labdából áramlik le az ujjain. Ez pozitív töltésű régiókat hoz létre a gyöngyön. Ugyanakkor a szemek tölteteinek még nincs idejük megmozdulni. Ennek eredményeként a szemcsék és a golyó pozitív töltésű felületei taszítják egymást, és a szemcsék a szomszédos helyekre ugrálnak.

Gyakorlat!

Próbáld megérinteni a labdát egy fa bottal. Hogyan fogja ez megváltoztatni a kukoricaszemek viselkedését a labdában?

Tapasztalat"Vicces buborékok"

Buborék Ez egy példa a kényes erőegyensúlyra. A víz felületi feszültsége olyan erőt hoz létre, amely összenyomja a buborékot alkotó vékony filmréteget. A vízben lévő szappan kompenzálja ezt az erőt, és stabillá teszi a buborékot. Ennek eredményeként egy könnyű gömb képződik, amelynek alakja statikus erők hatására könnyen megváltozik.

anyagokat

*szappanoldat

*bögre

* koktél tubus

*ballon

Sorrendezés

Töltse fel a bögrét egyharmadáig szappanos vízzel. Merítse a csövet az oldatba. Lassan fújja a csőbe egy ideig. Sok buborék képződik, amelyek kitöltik a bögrét és átrepülnek a szélein.

Töltse fel a labdát. Dörzsölje a hajához. Hozd a labdát a buborékokhoz. Mi történik? Írja le, hogyan változik a buborékok alakja! Van-e elég vonzó erő a filmben lévő molekulák között ahhoz, hogy a buborék a bögre átmérőjére nyúljon?

Magyarázat A hungarocellhez és a levegős kukoricaszemekhez hasonlóan a szappanbuborékok is nagyon jól reagálnak a statikus töltésekre. Könnyű súlyuk és nagy feltölthetőségük ideálissá teszi őket a statikus vonzás hatásainak tanulmányozására. Amikor feltöltött labdát viszel a buborékokhoz, a hozzá legközelebb eső buborékelektronok reagálnak rá. Ezek a negatív töltésű részecskék a buborék ellenkező oldalára mozognak. Ezért a buborék egyik oldala pozitív töltésűvé válik. Ezt az oldalt vonzza a negatív töltésű labda. A vonzalom hatására a buborék megnyúlik, és tojás alakját veszi fel.

Gyakorlat!

A csőből közvetlenül kifújt buborék is reagál a feltöltött ballonra?

Tapasztalat"fésűk"

Felszerelés

* akassza fel két fésűt egy cérnára

Gyakorlat!

Honnan tudod, hogy ezek közül a fésűk közül melyik van felvillanyozva (semmi más nem használható)?

Válasz: Egy fésűt kell a kezedbe venni? Ezért eressze le magára, ha fel van töltve. Ezután a fésűket a cérnánál fogva hozd össze, és nézd meg, hogyan fognak most viselkedni. Ha kölcsönhatásba lépnek, akkor a második fésű töltődik. Ha nem figyelhető meg kölcsönhatás, akkor az első fésűt feltöltöttük.

Kísérlet – fókusz

anyagokat

*vékony falú üveg

*acél tű

* ebonit bot

*szőrme

Sorrendezés

Az asztalon egy vékony falú pohár, szinte színültig tele van vízzel. Csipesszel óvatosan helyezze az acéltűt a víz felszínére - a tű lebeg. Egy „varázspálcát” visznek az üveg szélére, és a tű mozogni kezd, távolodni kezd. Mi a helyzet?

Magyarázat A botot a szőrrel szembeni súrlódás hatására előzetesen felvillanyozzák. Nemcsak a tűt vonzza egy ilyen pálca, hanem a vizet is. A víz vonzása miatt felszíne ferde lesz, a tű szánként gördül le a dombról.

2. Bármely szerv kapcsolatba lép a villamosított testületekkel, és maguk is villamosítják.

A következő kísérleteket mutatja be a tanár.

Ültél már műanyag székben puszta kézzel a karjára tett kézzel? Ha igen, úgy érezte, hogy "ragadós" erő hat a karjain lévő apró szőrszálakra. Ezt az erőt a feltöltött műanyag okozza. Ahogy a tested izeg-mozog a székben, az elektronok átkerülnek a műanyagra, "ragadós" érzést keltve.

Tekintsük a villamosított testek kölcsönhatásának eseteit:

2.1szilárd testekkel

anyagokat

*Fa vonalzó 100 cm vagy fa profil

* ebonit vagy üvegrúd

*éles támogatás

* szőrme ébenfa bothoz

Sorrendezés

1 .Az ebonit botot a szőrhöz dörzsölve felvillanyozzuk, és az éles támaszon egyensúlyozva a vonalzóhoz visszük - a vonalzó megfordul és vonzódik a pálcához.

Az elektromos bottal való érintkezés után a vonalzó taszítja azt. A kísérlethez 100 cm-es vonalzót használtunk.

2. Két kötélen vízszintesen felfüggesztett nagy falapra elektromos ebonit botot hozunk. Megfigyeljük a tábla fordulását a pálcához A kísérlethez 350 cm-es fa burkolatot használtunk.

2.2.1folyadékokkal

anyagokat

* Finom vízsugár a csapból

* ebonit vagy üvegrúd

* szőrme ébenfa bothoz

*újság üvegrúdhoz

Sorrendezés

Vigyünk egy elektromos ebonitot vagy üvegrudat egy csapból folyó vízáramhoz, és tapasztaljuk meg, hogy a patak és a vízcseppek a rúdhoz vonzódnak, és taszítják egymást. Miért tér el a sugár a bot felé?

Magyarázat Amikor egy villamosított botot a sugár közelébe visznek, töltések indukálódnak benne, amelyek kölcsönhatásba lépnek a bot töltéseivel. Ennek eredményeként a sugár a rúd felé terelődik. A vízcseppeken pedig azonos nevű töltések indukálódnak, így taszítják egymást.

2.2.2folyadékokkal

Felszerelés

*háromlábú

* tölcsér gumicsővel a végén és bilinccsel

*pamut a víz összegyűjtéséhez

*kondenzátorlapok

*elektrofor gép

Sorrendezés

Rögzítsen egy tölcsért gumicsővel a végén és egy bilinccsel egy állványra. Töltse fel a tölcsért vízzel, és kapjon vékony sugárban, amely a kondenzátorlapok között fog áramlani. Az aljára tegyen egy fürdőt a víz összegyűjtéséhez. Csatlakoztassa a kondenzátorlapokat az elektroforikus gép pólusaihoz. Amíg a gép nem működik, nincs elektromos tér. A víz függőlegesen folyik. De amint az elektroforos gép elkezd működni, a vízsugár eltérül. Sőt, a sugár eltérítése váltakozik. Most letér az egyik tányérra, majd a másikra. Ez a váltakozás nagy sebességgel megy végbe. Egy vízsugár mintegy "ír" a kondenzátor lemezei közé, mint egy elektronsugár a kineszkópban. Miért van eltérítve a sugár?

Még a kondenzátorlemezek kis feltöltésével is szerezhető tapasztalat. Kísérletünkben a lemezek közötti távolság 15 cm volt.

2.2.3gázokkal

Anyagok és felszerelések

* Üvegedény alján csővel

*rézforgács

*Salétromsav

* ebonit bot

*szőrme

Sorrendezés

Öntsön néhány rézforgácsot az edénybe, töltse fel salétromsavval, és zárja le az edény fedelét. A lyukból barna nitrogén-monoxid sugár fog kijönni ( N O2). Vigyünk rá egy villamosított ebonit rudat, és állapítsuk meg, hogy a gázsugár vonzódik a rúdhoz.

Következtetés : Ez a kísérletsorozat azt bizonyítja, hogy minden test – mind a gázok, mind a folyadékok, mind a szilárd testek, mind a könnyűek, mind a nehézek – kölcsönhatásba lépnek a villamosított testekkel, és egyidejűleg elektromossá válnak.

Használt könyvek

1. Gorev L. A. Szórakoztató kísérletek a fizikában. Könyv egy tanárnak. - M .: Oktatás, 1985

2. Módszertani újság fizika, csillagászat tanárok számára. Kiadó SZEPTEMBER EGY

3.Specio M. Dee, Szórakoztató kísérletek: elektromosság és mágnesesség, - M .: AST Astrel, 2004

A kísérlet előtt egy ebonit rudat kell átvezetni egy gázégő lángján, hogy eltávolítsuk a rajta lévő véletlenszerű töltéseket; ezen óvintézkedés nélkül a papírdarabok a pálcikához vonzódhatnak anélkül, hogy a szőrhöz dörzsölődnének.

A Versorium egy olyan eszköz, amely a statikus töltés észlelésére szolgál. A neve azt jelenti, hogy "dolog, ami fordul". A verzórium nevét a feltalálóról kapta, aki körülbelül négyszáz évvel ezelőtt feltalálta, és bár az idő változott, a törvények, amelyek szerint ez a készülék működik, megmaradtak.

A kísérletet füstelszívóban hajtják végre.

Óratöredék

KÍSÉRLETEK AZ ELEKTROSTATIKÁVAL

Felszerelés

A testek villamosításának jelenségének tanulmányozásához egy villanykörtére szerelt hosszú vonalzóból szultánokat, hüvelyeket, elektroszkópot és „körhintát” készítünk. Szükség lesz még lufikra, pingponglabdára és műanyag (polivinil) csőre – ilyen csöveket vezetékek szigetelésére, üvegházi keretek készítésére is használnak. Minél nagyobb az átmérő, annál jobban felvillanyozódik a cső. A cső helyettesíthető műanyag fésűvel, golyóstoll testével, habszivaccsal. Gyapjúból, szőrméből, selyemdarabokból, bőrdarabokból, műanyag fóliából is készletezzen..gif" alt="http://*****/2002/19/no19_07.gif" align="left" width="185" height="180">круглого карандаша, а кончик скрутите фантиком. Привяжите к кончику нитку длиной 30–40 см. Второй конец нитки закрепите на ковровом колечке или скрепке. Сделайте две такие гильзы. Хранить их удобно в футляре от фотопленки или в коробочке от «киндер-сюрприза». Сделайте также две гильзы из папиросной бумаги и еще один комплект – из пенопласта или пластика. В пенопласт легко воткнуть булавку, а к головке булавки удобно крепить нитку.!}

Ne feledje, a hüvelyeknek könnyűnek kell lenniük - elvégre az elektrosztatikus erők kicsik. Ha az ujjak gyűröttek, alakjukat könnyű visszaállítani egy kerek ceruzával.

A kísérletek elvégzéséhez szüksége van egy állványra is az ujjak rögzítéséhez.

· Elektroszkóp. Vegyünk egy átlátszó üvegedényt műanyag fedéllel, és készítsünk egy kis lyukat a fedélbe, amelybe szöget vagy vastag drótot szúrunk. Hajlítsa meg a köröm hegyét, és rögzítsen rá egy félbehajtott fólia- vagy selyempapírcsíkot (a. ábra).

Készíthet miniatűr elektroszkópot gyógyszerészeti fiolából. Vegyünk egy rézhuzalt, és húzzuk át a parafán. Csatlakoztasson két csapot a vezeték végéhez. Az elektroszkóp kapacitásának növeléséhez a huzal külső végét tekerje csigává (b. ábra).

Egy másik módszer a szedés műanyag palack, vágja le a felső kúpos részét, fedje le a palack belsejét és külsejét is élelmiszerfóliával, rögzítse (szokásos gyógyszerészeti gumiszalaggal) a keskeny, világos papírcsíkokból álló „páncél” külső oldalára (ábra). C).

· Körhinta. Helyezzen egy hosszú vonalzót az állványra - összehasonlításképpen vegyen három: fából, fémből és műanyagból. Állványként szolgálhat egy közönséges kiégett villanykörte majonézes üvegben (a. ábra). De jobb, ha parafával ellátott üvegpalackból állványt készítünk: szúrjunk egy tűt a parafába a közepén, és helyezzünk a tűre egy fordított üvegpoharat (b. ábra).

Vegyünk egy ping-pong labdát, és fedjük le grafittal (festjük át egyszerű ceruzával). A golyót a tartalmának eltávolítása, alapos öblítés és szárítás után csirke tojással helyettesíthetjük, de tojáshéj nagyon törékeny, és óvatosan kell bánni vele.

· Nyíl. Egyszerűsített változata egy félbehajtott papírcsík, amelyet egy radírba szúrt tű hegyére öltöztetnek (a. ábra). A „minta” (b. ábra) szerint készült nyíl stabilabb. A második nyilat készítsük fóliából.

Kísérletek végzése. Ne feledje: a kísérletező asztala közelében ne legyen víz. Az elektrosztatikus kísérletek nem működnek jól nedves időben. A víz jó vezető, ezért a statikus töltések gyorsan lemerülnek párás környezetben.

Tapasztalatok

1. Dörzsöljön egy műanyag írót egy darab papírra vagy vékony műanyag fóliára. A testek egymáshoz tapadnak. Ezt a kölcsönhatást elektrosztatikusnak nevezik, és a bot felvillanyozódik. Egyszerre két test van felvillanyozva: egy papírlap (vagy műanyag fólia) és egy bot. Az elektrosztatikus kölcsönhatás az elektromos töltések újraeloszlásával magyarázható.

2. Vigyél a szultánhoz "esőből" vagy mágnesszalagból készült elektromos botot, de ne érintsd meg a szultánt. A fóliacsíkok elérik a pálcikát és követik azt. Hasonlóan fog viselkedni egy szálakból készült szultán is. Távolról figyeljük a villamosítást.

A szövőiparban nagy problémát jelent a szálak villamosítása, amely a sikló mozgása közbeni súrlódásuk miatt következik be. A villamosított szálak összegabalyodtak, elszakadtak. A nemkívánatos hatás részleges kiküszöbölése érdekében a műhelyekben mesterségesen magas páratartalmat tartanak fenn.

3. Töltse fel a pálcát úgy, hogy a törmelékhez dörzsöli. Vigye oda aprított papírdarabokat. A levelek hozzáragadnak a pálcikához, és már azelőtt „reagálni” kezdenek, hogy érintkezésbe kerülnének vele. Azt mondjuk, hogy a töltés, elektromos mezőt hozva létre maga körül, távolról hat ezekre a papírdarabokra, és felvillanyozza őket.

Ha a papírdarabok mérete jelentős, és a gravitációs erő arányos az elektromos erővel, akkor a levelek csak felemelkednek, akár szélére is állhatnak, de nem jönnek le az asztalról. Egy 8x8 cm-es szórólap függőlegesen elhelyezhető a hajra felvillanyozott fésűvel.

Kísérletezzen cérnaszegélyekkel, szövetdarabokkal, polietilénnel, azaz dielektrikummal. Hasonló viselkedést fogsz megfigyelni.

Vegyen fóliadarabokat vagy fémezett fóliát, azaz fémvezetőket. A könnyű fóliadarabok felpattannak, eltalálják a feltöltött pálcát, és élesen elrepülnek róla. Amikor elektromos pálcával érintkezik, a fólia feltöltődik. A hasonló töltésű testek taszítják egymást, ezt figyeljük meg. A fémes konfetti élménye nagyon lenyűgözőnek tűnik!

Tisztítsa meg a házat: törölje le a port a TV képernyőjéről, a polírozott bútorokat egy ronggyal. A por nagyon gyorsan leülepedik ezeken a felületeken. Az ok a felület ugyanazon villamosítása és a könnyű porszemcsék vonzása.

Felhívjuk figyelmét, hogy a linóleum padlók nagyon gyorsan összegyűjtik a port. Amikor a padlón járunk, azt felvillanyozzuk, így a por aktívan megtelepszik rajta. Ezenkívül a statikus elektromosság hosszú ideig marad a linóleumon. Fapadlón ez a pormennyiség nem ül le. Próbáljuk meg ezt elmagyarázni.

Vegyünk egy fából készült pálcát, és villanyozzuk fel a reszelékhez dörzsölve. Vigyen egy villanyfából készült botot egy szultánhoz vagy elektroszkóphoz – és ügyeljen arra, hogy a fa enyhén elektromos legyen. Íme a válasz a fapadlón lévő porról.

Tapasztalattal ellenőrizzük, hogyan villamosítják a fémeket, például egy fém vonalzót. Mivel az emberi test jó elektromos vezető, viseljen gumikesztyűt, különben a vonalzó nem halmoz fel töltést. Egy töltött vonalzó szultánon vagy elektroszkópon végzett tesztje azt mutatja, hogy a fémek rosszul villamosoznak.

Minden szilárd anyag villamosított, de különböző mértékben.

4. Villamos botot vagy fésűt vigyen egy csapból folyó vízsugárhoz. A jet a bothoz fog vonzódni. Ezért a folyadékok is villamosítva vannak. A gyúlékony folyadékok villamosítása a szállítás közbeni súrlódás miatt veszélyes, ezért az üzemanyagtartályok földelve vannak.

5. A szappanbuborékok is felvillanyozódnak. Ennek a jelenségnek a megfigyeléséhez azonban türelemre van szükség, mivel a szappanbuborékok gyorsan felrobbannak, különösen elektromos térben. A kísérlet egyszerűsített változata - fújjon buborékot vízszintes felületre (félbuborék), és lassan hozza magával a feltöltött botot. Meglátod, hogyan nyúlik.

6. Vezessen át egy elektromos botot egy papírlapon, egy fémkapcson, ollón – enyhe recsegést fog hallani, ami kisülésekre emlékeztet. Ugyanez történik, amikor leveszed a szintetikus ruháidat. Egész nap a testedhez dörzsölődött - felvillanyozott - de a tested is felvillanyozott. A test egy jelet kapott, a ruhákat egy másik. Ha leválasztja, jellegzetes repedést hall, és bizsergést érez. Sötétben még apró villámok is láthatók. Ha szintetikus kabátot visel, akkor érintse meg fémtárgyak, elég erős elektromos kisülést érzel.

Pamutból készült ruhákban és természetes szálak nem történik meg. A tudósok megállapították, hogy káros, ha egy élő szervezet sejtjei töltött állapotban vannak. Innen a következtetés: a szintetikus ruházat kényelme és viszonylagos olcsósága ellenére nem szabad elragadtatni tőle.

7. Újabb színes élmény a távoli villamosítással. Hozz villanypálcát egy fából készült vonalzóhoz - "körhinta". A vonalzó polarizálódik, és vonzódni kezd a bothoz. Egy feltöltött pálcával elforgathatja a vonalzót.

Végezze el ezt a kísérletet egy fém vonalzóval. Az elektrosztatikus indukció jelensége miatt a fém vonalzó is vonzódik a pálcikához és forog mögötte.

A műanyag vonalzókkal bonyolultabb a helyzet. Vannak olyan anyagok, amelyeket inkább taszítanak, mintsem vonzzák a feltöltött pálca. Ezek átlátszó polisztirol vonalzók. A jelenséget az magyarázza, hogy "befagyott" töltések vannak bennük. A gyártás során, amikor az anyag még folyékony volt, véletlenszerű elektromos tér hatásának volt kitéve, amely töltéseket okozott a felületén. Amikor az anyag lehűl, elvesztik mobilitásukat. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező anyagokat elektreteknek nevezzük. (Fizikai enciklopédikus szótár. – M.: Szovjet Enciklopédia, 1984, p. 862.)

8. A palack és egy fordított pohár "körhinta" élményének egy másik változata. Helyezze az ollót nyitott „X”-szel az üvegre. Ha elektromos botot viszel hozzájuk, elérheted az olló forgását.

9. Helyezzen egy elektromos fésűt az állványra. Húzza hozzá az ujjait - a fésű mozogni fog! (Az élményt a könyv írja le:. Fizikai vetélkedők a középiskolában. - M., 1977.) Ha nem sikerül a kísérlet, nedvesítse meg a kezét.

Cserélje ki a fésűt egy „furcsa” műanyag vonalzóra (lásd a 7. kísérletet). Úgy is mozgásba hozható, hogy hozzávisszük az ujjakat. Úgy tűnik, az anyag, amelyből a vonalzó készült, statikus memóriával rendelkezik.

10. Akassza fel a fóliahüvelyt az állványra. Vigyél rá egy elektromos botot. A hüvely mozogni kezd: először megérinti a botot, majd élesen repül az ellenkező irányba. A hüvely elektromos bottal történő újraérintése sikertelen lesz - oldalra kerül. A helyzet az, hogy a töltött bot megérintésével a hüvely ugyanúgy feltöltődött, az azonos nevű testek pedig taszítanak, amiről meg vagyunk győződve.

A töltet eltávolításához elegendő kézzel megérinteni. Az emberi test jó elektromos vezető.

Ismételje meg a kísérletet, de más anyagú ujjakkal. Ugyanazt az eredményt kapod.

11. Akassza fel két hüvelyt az állványra egymástól kis távolságra. Állítsa be a szál hosszát - az ujjaknak azonos szinten kell lógniuk. Töltse fel az egyiket. Kezdj el közelebb kerülni a másikhoz. Ha az ujjak a gyűrűkre vannak rögzítve, akkor ezt nem nehéz megtenni. Az első pillanatban vonzódni fognak egymáshoz, megérintik és élesen szétszóródnak különböző irányokba. Folytassa a gyűrűk egymáshoz fűzését, amíg teljesen érintkeznek, azonban a hüvelyek külön maradnak, szöget zárnak be egymással. Ismét meggyőződtünk: az egyformán töltött testek taszítják egymást.

Helyezzen egy ugyanolyan töltésjelű botot az ujjak közé - az ujjak nagyobb szögben szétszóródnak. Mozgassa a pálcát – és az ujjak "kísérik" azt. Ebben a kísérletben három egyforma töltésű testünk taszítja egymást.

Helyezze a kagylókat egymástól bizonyos távolságra. Töltse fel az egyiket. Annak megállapításához, hogy melyik töltődik fel, elegendő a kezét a hüvelyhez húzni: a tehermentes hüvely nem reagál a kezére, a feltöltött pedig a kezedhez vonzódik!

12. Elektromos inga. Ehhez az élményhez szükség lesz egy fém képernyőre, amelyet könnyű elkészíteni egy kartonlapból, amelyre fémfóliát ragasztanak. Helyezze a fóliahüvelyt a képernyő és az elektromos pálca közé. A következő képet láthatja: a hüvely a bothoz vonzódik, élesen ugrál, megüti a képernyőt, ismét a bothoz vonzódik stb., azaz oszcillálni kezd. A töltetlen patronhüvely egy elektromos bothoz vonzódik, megérintve feltöltődik, élesen taszít, mint egy azonos nevű feltöltött test, és nekiütközik egy fémképernyőnek, aminek leadja töltését. A folyamat újra kezdődik. Mivel a hüvely nagy elektromos töltést távolít el, az oszcilláció csillapodik, ezért a pálcát folyamatosan újra kell tölteni.

Ha elektroforos gépet használ, csillapítatlan rezgéseket fog megfigyelni.

Ismételje meg a kísérletet, és cserélje ki a fém képernyőt egy kartonra. A hüvely hozzáér a dielektromos képernyőhöz, és „ragad”: a képernyő polarizált, azaz a pálcika felé eső felülete pozitív töltésű, így a hüvely „ragadt”.

Az elektromos oszcillációkat úgy figyelhetjük meg, hogy két kivágott és fóliával borított műanyag palack közé egy hüvelyt akasztunk egy ceruzára. Vigyen egy feltöltött pálcát bizonyos távolságra a telepítéshez. A hüvely hozzáér a rúdhoz legközelebb eső elektroszkóphoz, és ugyanilyen töltésjellel töltődik fel belőle. Ekkor az azonos nevű töltéssel visszapattan róla, eltalálja a második elektroszkópot, töltést ad neki, vonzódik az elsőhöz stb. Megfigyeljük a hüvely rezgéseit, azaz egy „egy „modelljét” örökmozgó”!

13. Hozz egy feltöltött pálcát az elektroszkóphoz. Az elektroszkóp tűi (vagy levelei) szétválnak. Tehát egyformán terheltek. Távolítsa el a pálcát - újra összefolynak. Megfigyeljük az elektrosztatikus indukció jelenségét (a. ábra).

Helyezzen egy fordított fém bádogdobozt az elektroszkóp fedelére (b. ábra). Hozza vissza a feltöltött pálcát anélkül, hogy megérintené az edényt. Az elektroszkóp levelei semmilyen módon nem reagálnak az elektromos térre. Ez azt jelenti, hogy a fémdobozban nincs elektromos mező. Emiatt sok eszköz háza fémből van - megvédik a készülékeket a külső elektromos mezőktől, az interferenciától és a nem kívánt jelektől.

14. Érintse meg az elektroszkóp fémrúdját egy feltöltött pálcával - a levelei szétszóródnak és ebben a helyzetben maradnak. Ez azt jelenti, hogy a díjat átvittük a szórólapokra. Villamosítsa újra a pálcát, és érintse meg ismét az elektroszkópot - a levelei nagyobb szögbe fognak eltérni, mivel az elektroszkóp töltése megnőtt.

Fedje le a rudat egy bádogkannával, és érintse meg egy feltöltött pálcikával - az elektroszkóp levelei nem térnek el jobban. Ismét meg vagyunk győződve az elektromos mező szűréséről.

15. Miután megdörzsölte a műanyag pálcikát egy ronggyal, érintse meg a ruhadarabot az elektroszkóp rúdjával. A levelek kis szögben eltérnek. Most érintse meg egy elektromos bottal. A levelek azonnal lehullanak. Ez azt jelenti, hogy az elektroszkóp lemerült. Ezért a bot és a tapasz ellentétes előjelű töltéseket tartalmazott.

16. Ellenőrizze a papírt a papírhoz, a műanyagot a műanyaghoz stb. dörzsölve, hogy ezek az anyagok felvillanyozódnak-e.

17. Vegyünk egy műanyag ping-pong labdát, és vigyünk rá egy megtöltött botot – a labda engedelmesen gurul utána. A hatás fokozása érdekében fedje be grafittal.

18. Vegyünk egy fóliával letakart műanyag palackot, és helyezzünk a szélére egy félbehajtott papírcsíkot. A villamosított botot egyszer a papírcsík oldaláról, másszor a henger másik oldaláról hozza. Az első esetben a csík a pálcikához fog vonzódni, a második esetben a hengerfóliához tapad. Most töltse fel a hengert az elektromos pálcáról. Ismételje meg az élményt. Ellentétes eredményt fogsz kapni!

19. "Elektromos" iránytű. Vegye ki a papír nyilat. Fedjük le a tetejére egy üvegedényt. Dörzsölje át az üveget egy helyen egy gyapjútapasszal. A papírnyíl vonzó lesz ehhez a helyhez.

Ismételje meg a kísérletet egy átlátszó műanyag edényben. A műanyag könnyebben villamosítható, és a hatás nagyobb. Kezdje el forgatni az üveget - a nyíl utána fog fordulni.

Vidd a feltöltött pálcát az edény alatt található nyílhoz. A nyíl érzékeny lesz a bot helyzetének változására, azaz elektromos térre. A dielektrikumok nem árnyékolják az elektromos mezőket.

Nagyon látványos kísérletek léggömbökkel.

20. Villamosítsa fel a labdát úgy, hogy a hajához dörzsöli. Ha a labdát a fejed fölé emeled, érezni fogod, hogyan húzzák mögé a hajat. Miért nem egy szultán?

21. Ellenőrizze, hogy kis tárgyak hogyan tapadnak egy felvillanyozott labdához: papírdarabok, cérnák, fémfólia stb. A hatás nagyobb, mint egy elektromos pálca esetében. Ha kísérletet végez kristálycukorral, sóval, liszttel, akkor a labdát "hó" borítja.

22. Támaszkodj egy villamosított labdát egy függőleges falhoz vagy mennyezethez – ebben a helyzetben sokáig fog lógni.

23. Vegyünk két léggömböt. Villamosítsa őket, és helyezze sima asztalfelületre. A golyók taszítják egymást, és megakadályozzák a közeledést. Figyelem: elektromos oldalukkal az asztalon fekszenek.

24. Vegyen az egyik kezébe elektromos golyósorokat. A "finom" golyók különböző irányokba szóródnak. (Ez az élmény nem biztos, hogy működik "nehéz" léggömbökkel.)