Заряжение тел и строение атомов

Вы уже знаете, что все тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные частицы – протоны (в составе ядра) и отрицательно заряженные частицы – электроны.

В обычных условиях количество протонов и электронов в теле одинаково, поэтому суммарный заряд такого тела равен нулю.

Как уже было отмечено, в телах, которые называют проводниками, имеется значительное количество свободных заряженных частиц. Эти частицы хаотически движутся в теле, хотя в целом оно остаётся незаряженным.

Хорошими проводниками электричества являются металлы. Кристаллическую решётку металлов образуют положительно заряженные ионы, между которыми хаотически движутся электроны.

Отсюда можно сделать важный вывод: тело заряжено отрицательно тогда, когда оно имеет избыточное, по сравнению с нормальным, количество электронов.

Теряя электроны, тело приобретает положительный заряд, поскольку на нём остается частично не скомпенсированный положительный заряд ядер атомов.

Тело заряжается положительно, когда оно имеет меньше, по сравнению с нормальным, количество электронов.

Почему же диэлектрики практически не проводят электрический ток? В диэлектриках электроны прочно связаны со своими атомами и не могут свободно передвигаться по всему телу. В металлах же часть электронов, находящихся на наибольшем расстоянии от ядер своих атомов, настолько слабо связана с ядрами, что может утрачивать связь с ними и почти свободно передвигаться в теле проводника. Такие электроны называются свободными. При определённых условиях они и создают ток.

Рассмотрим несколько примеров заряжения тел. Если к незаряженному электроскопу поднести положительно заряженную палочку, не касаясь его, то его листики разойдутся на определённый угол (рис.4.5). Что же произошло?

Рис.4.5

Шарик и стержень электроскопа изготовлены из металла – хорошего проводника, в котором имеется значительное количество свободных электронов. Под действием электрического поля, которое существует вокруг заряженной палочки, свободные электроны частично сместятся к верхней части стержня. Здесь образуется излишек электронов, а в нижней части стержня останется не скомпенсированным положительный заряд. Листики будут заряжены положительно и разойдутся на определённый угол. Если палочку отвести от электроскопа, то электроны притянутся к положительно заряженным ионам металла и электроскоп снова будет незаряженным.

Если же к шарику электроскопа поднести отрицательно заряженное тело (также не дотрагиваясь до него), то свободные электроны, которые находятся в шарике и стержне, оттолкнувшись, преимущественно скопятся в нижней части стержня. Отрицательно заряженные листочки также разойдутся на определённый угол. Если отвести заряженное тело от электроскопа, то он снова станет незаряженным. Поясните, какие явления произойдут в этом случае.

Такое заряжение тел или их частей называют электризацией посредством влияния.

Таблица 4.3

№ п/п	Вопрос, задание	Номер правильного ответа
1.	Какие заряженные частицы входят в состав атомов?
2.	Чему равен суммарный заряд тела в обычных условиях?
3.	Чем характеризуются проводники?
4.	Какими свободными заряженными частицами характеризуются металлы?
5.	Когда тело заряжено отрицательно?
6.	Когда тело заряжено положительно?
7.	Почему диэлектрики не проводят электрические заряды?
8.	Какие электроны называются свободными?
9.	Почему, если к незаряженному электроскопу поднести положительно заряженную палочку, листики электроскопа разойдутся?
10.	Какое заряжение тел называется электризацией посредством влияния?

Sнечёт. – Sчёт. = 1.

Таблица 4.3а

Номер правильного ответа	Правильный ответ
	Когда оно имеет избыточное, по сравнению с нормальным, количество электронов.
	Электронами.
	Потерявшие связь с атомами.
	Потому что свободные электроны сместятся на конец стержня с шариком, а листики станут заряженными положительно.
	Протоны и электроны.
	Нулю.
	При подводе заряженного тела на небольшое расстояние к незаряженному.
	Наличием свободных заряженных частиц.
	Когда оно имеет меньше, по сравнению с нормальным, количество электронов.
	Потому что они не имеют свободных заряженных частиц.

Что такое электрический ток?

Рассмотрим металлический проводник. Покажем наличие в нём свободных электронов следующим образом – (рис.4.6).

Рис.4.6

В нормальном состоянии проводника свободные электроны будут находиться в хаотическом движении между положительно заряженными ионами, но направленного движения электронов не будет.

Подведём теперь к одному концу проводника заряды положительного знака, а к другому – заряды отрицательного знака (рис.4.7).

Рис.4.7

Положительные заряды на концах проводника посредством своего электрического поля будут взаимодействовать со свободными электронами проводника – притягивать их к себе. В результате первый электрон начнёт двигаться в направлении положительного заряда (как показано на рисунке). Уйдя из своего места, этот электрон образует на этом месте положительный заряд, который будет притягивать к себе второй электрон, который также начнёт двигаться в сторону положительных зарядов, и так далее. В результате все свободные электроны начнут упорядоченное направленное движение.

На втором конце проводника отрицательные заряды посредством своего электрического поля будут также взаимодействовать со свободными электронами проводника – отталкивать их от себя. В результате это будет способствовать движению электронов в указанном направлении.

Это явление упорядоченного направленного движения свободных электронов под действием сил электрического поля назвали электрическим током проводимости.

Таким образом, чтобы в проводнике при определённых условиях возник электрический ток, необходимо наличие в нём свободных заряженных частиц (в металлах – электронов).

Таблица 4.4

№ п/п	Вопрос, задание	Номер правильного ответа
	Что такое проводник?
	Что является свободными заряженными частицами в металлическом проводнике?
	В каком состоянии находятся свободные электроны в проводнике в обычных условиях?
	Как будут взаимодействовать свободные электроны в проводнике с положительными зарядами на одном из его концов?
	Как будут взаимодействовать свободные электроны в проводнике с отрицательными зарядами на другом конце проводника?
	В чём суть явления электрического тока проводимости?

Sнечёт. – Sчёт. = 5.

Таблица 4.4а

Номер правильного ответа	Правильный ответ
	Притягиваться.
	Явление упорядоченного направленного движения свободных электронов под действием сил электрического поля.
	Вещество, имеющее свободные заряженные частицы.
	Отталкиваться.
	Электроны, потерявшие связь с атомами.
	Хаотически движутся.

Дата добавления: 2014-10-15