Версия 08:37, 12 августа 2010

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 9 клас>> Фізика: Будова атома. Електрон. Йон

Будова атома. Електрон. Йон

З'ясовуємо, як було виміряно заряд електрона.
Метод, за допомогою якого американський фізик Р. Міллікен (рис. 2.2)

 
визначив заряд електрона, був розроблений ним на початку XX ст. У простір між різнойменно зарядженими пластинами, заряд на яких можна було плавно зменшувати або збільшувати, за допомогою спеціального пульверизатора вчений впорскував масло. При впорскуванні утворювалися дуже маленькі краплинки, частина з яких несла негативний заряд. Кожного разу вчений спостерігав за окремою негативно зарядженою краплею. Оскільки краплі дуже маленькі, спостереження велися за допомогою мікроскопа.
На краплю, що потрапила в простір між пластинами, діють дві сили: сила тяжіння
3 боку електричного поля, створеного зарядженими пластинами; причому сила Fел напрямлена вгору, а сила Fтяж — униз. Плавно збільшуючи чи зменшуючи заряд пластин, Міллікен домагався зупинки краплі. Зрозуміло, що це відбувалося тоді, коли сила з боку електричного поля пластин зрівноважувала силу тяжіння  Враховуючи рівність сил і те, що сила Рел, яка діє на краплю, пропорційна її заряду, учений обчислював заряд краплі.
Багато разів повторюючи вимірювання (історики стверджують, що досліди тривали майже 4 роки), Міллікен з'ясував, що кожного разу заряд  краплі був кратним деякому найменшому заряду.
Досліджувані краплі масла були заряджені негативно, тобто мали надлишкову кількість електронів. Тому вчений зробив висновок, що найменший заряд є зарядом електрона.

Незалежно від Міллікена такі самі вимірювання проводив російський фізик А. Ф. Йоффе (рис. 2.4),

 
тільки замість крапель масла він використовував металевий пил.
Важливим результатом робіт цих учених є не тільки точне вимірювання заряду електрона, а й доведення дискретної природи електричного заряду.

Вважають, що систематичне вивчення електромагнітних явищ розпочав англійський учений В. Ґільберт (рис. 3.1).

 
Однак пояснити електризацію тіл змогли більше ніж через три сторіччя — після відкриття електрона. Фізики з'ясували, що частина електронів може порівняно легко відриватися від атома або приєднуватися до нього. Частинку, яка утворюється при цьому, ви добре знаєте з курсу хімії. Це — йон. Очевидно, що йон є зарядженою частинкою. А от як відбувається електризація макроскопічних тіл і як відрізняються речовини за електричними властивостями, ви дізнаєтеся з цього параграфа.
Розглядаємо електризацію тертям.
Озброївшись знаннями про будову атома, розглянемо процес електризації тертям. Візьмемо ебонітову паличку і потремо її об вовну. У цьому випадку, як ви вже знаєте, паличка ннбувас негативного заряду. З'ясуємо, що спричинило виникнення цього заряду.


Якщо після контакту тіла роз'єднати, то вони виявляться зарядженими: тіло, яке віддало частину своїх електронів, буде заряджене позитивно, а тіло, яке їх одержало,— негативно. Вовна втримує свої електрони менш міцно, ніж ебоніт, тому при контакті електрони в основному переходять з вовни на ебонітову паличку, а не навпаки. Отже, після роз'єднання паличка виявляється негативно зарядженим фізичним тілом, а вовна — позитивно зарядженим. Аналогічного результату можна досягти, якщо розчесати сухе волосся пластмасовим гребінцем (рис. 3.2).
 

Слід зазначити, що загальноприйнятий вираз «електризація тертям» є не зовсім точним, правильніше було б говорити про «електризацію дотиком», тому що ми тремо тіла одне об одне тільки для того, щоб збільшити кількість ділянок їхнього щільного контакту.



Фізика, 9 клас Ф.Я.Божинова, М.М.Кірюхін, О.О.Кірюхіна