Deneyler açıkça gösteriyor ki, cisimler elektriklendiğinde, her zaman zıt işaretli yüklerin ortaya çıktığını. Etkileşim sonucunda iki cisimden biri negatif yüklenirse, diğeri pozitif yüke sahip olacaktır.
Aynı bilyelere sahip iki elektrometre alalım ve bunları elektrik yüklerini ölçmek için hazırlayalım. Bunu yapmak için metal kasalarını toprakladık.
Yüzeyi kağıtla kaplı bir plaka ile bir organik cam tabak kesin. Bundan sonra her plaka ile metal bilyelere dokunursak, galvanometrelerin oklarının aynı açıyla saptığını göreceğiz (Şekil 4.10). Alınan ücretlerin işaretini belirlemek için, dönüşümlü olarak her iki topa da kürklü bir ebonit çubuk getiriyoruz. Bir elektrometre okumayı azaltacak, diğeri ise artıracaktır. Bu, elektrometre toplarının zıt işaretli yüklere sahip olduğunu gösterir. Bu ifadeleri başka bir deney yardımıyla kontrol edebilirsiniz. Bunu yapmak için, her iki bilyeyi de yalıtkan bir tutamağa bir tel ile elektrometrelere bağlarız. Her iki elektrometrenin iğneleri hemen sıfıra düşecektir (Şekil 4.11). Bu, yüklerin tamamen nötralize edildiğini gösterir. Yapılan deneylerin bir analizi, doğada var olduğunu göstermektedir. elektrik yüklerinin korunumu yasası.
Elektrik yüklerinin korunumu yasası . AT kapalı sistem bu sistemi oluşturan cisimlerin elektrik yüklerinin cebirsel toplamı sabit kalır.
Q1 + Q2 + Q3 + … + Qn= yapı
Benjamin Franklin(1706-1790) - önde gelen Amerikalı politik figür; fizik alanında çalıştı: "elektrik sıvısının" taşmasıyla elektriklenmeyi açıklayan bir teori geliştirdi, pozitif ve negatif yük kavramını tanıttı; atmosferdeki elektrik olaylarını araştırdı.
ilk olarak 1747'de Amerikalı bilim adamı B. Franklin tarafından formüle edilmiştir.
Kullanarak fiziksel sorunları çözerken elektrik yükünün korunumu yasası elektrik yüklerinin değerleri işaretleri ile kullanılır.
Bilim adamları bilir fiziksel süreçler, bu sırada elektromanyetik radyasyondan temel parçacıklar oluşur. Böyle bir olgunun tipik bir örneği eğitimdir. elektron ve pozitron maddenin radyoaktif dönüşümleri sırasında ortaya çıkan γ-radyasyonundan. Çok sayıda çalışma, negatif yüklü bir elektronun, bu dönüşümlerde her zaman pozitif yüklü bir pozitronlu bir çiftte ortaya çıktığını açık bir şekilde kanıtlamıştır. Bir elektron ve bir pozitronun yüklerinin cebirsel toplamı sıfırdır. Elektromanyetik radyasyon hiç bir ücreti yok. Böylece,
bir elektron-pozitron çifti oluşumunun reaksiyonunda, yükün korunumu yasası.
q elektron +q pozitron = 0.
pozitron - yaklaşık olarak bir kütleye sahip temel bir parçacık kütleye eşit elektron; Pozitronun yükü pozitiftir ve elektronun yüküne eşittir.
Temelli elektrik yükünün korunumu yasası Makroskopik cisimlerin elektrifikasyonunu açıklar.
Bildiğiniz gibi, tüm cisimler aşağıdakileri içeren atomlardan oluşur: elektronlar ve protonlar. Yüksüz bir cismin bileşimindeki elektron ve proton sayısı aynıdır. Bu nedenle, böyle bir vücut tezahür etmez elektrikli eylem diğer bedenlere. İki cisim yakın temas halindeyse (sürtünme, sıkıştırma, çarpma vb. sırasında), atomlarla ilişkili elektronlar protonlardan çok daha zayıftır, bir cisimden diğerine geçerler. siteden malzeme
Elektronların geçtiği gövdede onlardan fazla olacaktır. Koruma yasasına göre, bu cismin elektrik yükü, tüm protonların pozitif yüklerinin ve tüm elektronların yüklerinin cebirsel toplamına eşit olacaktır. Bu yük negatif olacak ve değer olarak fazla elektronların yüklerinin toplamına eşit olacaktır.
Fazla elektronlu bir cisim negatif bir yüke sahiptir.
Elektron kaybetmiş bir cisim pozitif bir yüke sahip olacaktır, bunun modülü vücut tarafından kaybedilen elektronların yüklerinin toplamına eşit olacaktır.
Pozitif yüklü bir cisim protonlardan daha az elektrona sahiptir.
korunum yasası elektrik şarjı yüklü cisimlerin hareket edip etmemesine bakılmaksızın hareket eder. Yükün bu özelliğine değişmezlik denir. Elektron yükü 1,6'dır. 10 -19 C hem 200 m/s hızla hem de 100.000 km/s hızla. Aksi olsaydı, elektronların serbest halde bazı özellikleri ve atomda tamamen farklı özellikleri olurdu. Ve bu bilim tarafından kurulmamıştır.
Vücut başka bir referans çerçevesine geçtiğinde elektrik yükü değişmez.
Bu sayfada, konularla ilgili materyaller:
Mahmuz koruma yasaları
Fizikte elektrik yükünün korunumu yasası soyut
Elektrik yükünün korunumu yasası hile sayfası
Enerji korunumu yasası. tel elektrifikasyonu
Elektrik yükünün korunumu yasasını doğrulayan deneyler
Bu öğeyle ilgili sorular:
>>Fizik: Elektrik Yükünün Korunumu Yasası
Biliyorsunuz ki cisimlerin kütlesi korunur. Elektrik yükü de korunur. Yüklü parçacıkların sayısı değil, yüktür.
Plakaların elektrifikasyonu ile ilgili deneyimler, sürtünme ile elektrik verildiğinde, mevcut yüklerin ilk anda nötr olan cisimler arasında yeniden dağıtıldığını kanıtlıyor. Elektronların küçük bir kısmı bir cisimden diğerine geçer. Bu durumda, yeni parçacıklar ortaya çıkmaz ve daha önce var olanlar kaybolmaz.
Vücutları elektriklendirirken, elektrik yükünün korunumu yasası
. Bu yasa, dışarıdan içeri girmeyen ve içinden yüklü parçacıkların çıkmadığı bir sistem için geçerlidir. yalıtılmış sistem. Yalıtılmış bir sistemde, tüm parçacıkların yüklerinin cebirsel toplamı korunur.
. Parçacık yükleri ile gösterilirse q 1 , q 2 vb., sonra
Yükün korunumu yasasının derin bir anlamı vardır. Yüklü temel parçacıkların sayısı değişmezse, yük korunumu yasası açıktır. Ancak temel parçacıklar birbirine dönüşebilir, doğup kaybolabilir, yeni parçacıklara hayat verebilir. Bununla birlikte, her durumda, yüklü parçacıklar yalnızca aynı modüle ve zıt işaretli yüklere sahip çiftler halinde üretilir; yüklü parçacıklar da sadece çiftler halinde kaybolur ve nötr olanlara dönüşür. Ve tüm bu durumlarda, yüklerin cebirsel toplamı aynı kalır.
Yükün korunumu yasasının geçerliliği, temel parçacıkların çok sayıda dönüşümünün gözlemlenmesiyle doğrulanır. Bu yasa, elektrik yükünün en temel özelliklerinden birini ifade eder. Yükün korunumu nedeni hala bilinmiyor.
Evrende elektrik yükü korunur. Evrenin toplam elektrik yükü büyük olasılıkla sıfırdır; pozitif yüklü temel parçacıkların sayısı, negatif yüklü temel parçacıkların sayısına eşittir.
???
1. Elektrik yükünün korunumu yasasını formüle edin.
2. Yük korunumunun gözlemlendiği olaylara örnekler verin.
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fizik 10. Sınıf
ders içeriği ders özeti destek çerçeve ders sunum hızlandırıcı yöntemler etkileşimli teknolojiler Uygulama görevler ve alıştırmalar kendi kendine muayene çalıştayları, eğitimler, vakalar, görevler ödev tartışma soruları öğrencilerden retorik sorular İllüstrasyonlar ses, video klipler ve multimedya fotoğraflar, resimler grafikler, tablolar, mizah şemaları, fıkralar, şakalar, çizgi roman benzetmeleri, sözler, bulmacalar, alıntılar Eklentiler özetler makaleler meraklı hile sayfaları için çipler ders kitapları temel ve ek terimler sözlüğü diğer Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesiders kitabındaki hataları düzeltme ders kitabındaki bir parçanın güncellenmesi derste yenilik unsurlarının eskimiş bilgiyi yenileriyle değiştirmesi Sadece öğretmenler için mükemmel dersler takvim planı Bir yıllığına yönergeler tartışma programları Entegre DerslerBu ders için düzeltmeleriniz veya önerileriniz varsa,
Elektrostatik, dikkate alındıkları referans çerçevesinde durağan olan yüklerin özelliklerini ve etkileşimlerini inceler.
Doğada sadece iki tür elektrik yükü vardır - negatif ve pozitif. Deriyle ovulmuş bir cam çubukta pozitif bir yük oluşabilir ve yünlü bir bezle ovulmuş kehribar üzerinde negatif bir yük oluşabilir.
Tüm cisimlerin atomlardan oluştuğunu biliyoruz. Buna karşılık, bir atom, pozitif yüklü bir çekirdek ve onun etrafında dönen elektronlardan oluşur. Elektronlar negatif yüklü ve çekirdek pozitif olduğundan, atom bir bütün olarak elektriksel olarak nötrdür. Dışarıdan maruz kaldığında bir veya daha fazla elektron kaybedebilir ve pozitif yüklü bir iyona dönüşebilir. Bir atomun (veya molekülün) kendisine ilave bir elektron bağlaması durumunda, negatif iyona dönüşecektir.
Böylece, elektrik yükü negatif veya pozitif iyonlar ve elektronlar şeklinde bulunabilir. Bir tür "serbest elektrik" vardır - negatif elektronlar. Bu nedenle, bir cismin pozitif yükü varsa, yeterli elektronu yoktur ve negatif bir yükü varsa, fazlalığı vardır.
Herhangi bir maddenin elektriksel özellikleri atomik yapısı tarafından belirlenir. Atomlar birkaç elektron bile kaybedebilir, bu durumda bunlara çoklu iyonize denir. Bir atomun çekirdeği proton ve nötronlardan oluşur. Her proton, elektronunkine eşit, ancak zıt işaretli bir yük taşır. Nötronlar elektriksel olarak nötr parçacıklardır (elektrik yükü yoktur).
Proton ve elektronlara ek olarak, diğer temel parçacıkların da elektrik yükü vardır. Elektrik yükü, temel parçacıkların ayrılmaz bir parçasıdır.
En küçük yük, elektronun yüküne eşit yük olarak kabul edilir. 1,6 10 -19 C'ye eşit olan temel yük olarak da adlandırılır. Herhangi bir yük, bir tam sayı elektron yükünün katıdır. Bu nedenle, vücudun elektrifikasyonu sürekli olarak gerçekleşemez, ancak elektron yükünün değerine göre yalnızca adım adım (ayrık olarak) gerçekleşir.
Pozitif yüklü bir vücut yeniden şarj edilmeye başlarsa (negatif elektrikle yüklenir), yükü anında değişmez, ancak önce sıfıra düşer ve ancak o zaman negatif bir potansiyel kazanır. Buradan birbirlerini telafi ettikleri sonucuna varabiliriz. Bu gerçek, bilim adamlarını, "yüksüz" cisimlerde, eylemlerinin birbirlerini tamamen telafi ettiği miktarlarda bulunan her zaman olumlu ve olumsuz işaretlerin bulunduğu sonucuna varmalarına neden oldu.
Sürtünme ile elektrik verildiğinde, "yüksüz cisim"de bulunan negatif ve pozitif "elemanlar" ayrılır. Vücudun negatif elementlerinin (elektronların) hareketi sonucunda her iki cisim de elektriklenir ve bunlardan biri negatif, ikincisi pozitiftir. Bir elementten diğer yüklere "akış" miktarı, tüm süreç boyunca sabit kalır.
Bundan şu sonuca varılabilir: ücretler değil yaratılır ve kaybolmaz, sadece bir bedenden diğerine “akar” veya onun içinde hareket eder. Bu, elektrik yüklerinin korunumu yasasının özüdür. Sürtünme sırasında birçok malzeme elektrifikasyona maruz kalır - ebonit, cam ve diğerleri. Birçok endüstride (tekstil, kağıt ve diğerleri) statik elektriğin varlığı ciddi bir mühendislik problemidir, çünkü kağıt, kumaş veya diğer üretim ürünlerinin makine parçaları üzerinde sürtünmesinden kaynaklanan elementlerin elektriklenmesi yangınlara ve patlamalara neden olabilir.
Yükün korunumu yasası daha kısaca formüle edilebilir - yalıtılmış bir sistemde, yüklü öğelerin cebirsel toplamı sabit kalır:
Bu yasa, atomu ve bir bütün olarak çekirdeği oluşturan çeşitli temel parçacıkların karşılıklı dönüşümleri için de geçerlidir.
Elektrostatik - statik (sabit) yükleri ve bunlarla ilişkili elektrik alanlarını inceleyen bir bölüm.
Yüklerin hareketi ya yoktur ya da o kadar yavaş gerçekleşir ki, hareketten kaynaklanan yükler manyetik alanlarönemsiz. Yükler arasındaki etkileşimin gücü, yalnızca karşılıklı düzenlemeleri ile belirlenir. Bu nedenle, elektrostatik etkileşimin enerjisi potansiyel enerjidir.
bolluğa rağmen çeşitli maddeler Doğada sadece iki tür elektrik yükü vardır: ipeğe sürtünen camda görünenler gibi yükler ve kürke sürtünen kehribar üzerinde görünenler gibi yükler. İlki pozitif, ikincisi negatif ücret olarak adlandırıldı. 1746 yılında Benjamin Franklin tarafından adlandırılmıştır.
Genel olarak, herhangi bir maddenin atomunun yükü sıfıra eşittir, çünkü atom çekirdeğinin pozitif yükü, atomun elektron kabuklarının zıt yükü ile telafi edilir. Yükler arasındaki çok güçlü bir etkileşim, yüklü makroskopik cisimlerin kendiliğinden ortaya çıkmasını pratik olarak dışlar. Bu nedenle, bir hidrojen atomundaki bir elektron ve bir proton arasındaki Coulomb çekim kuvveti, yerçekimi etkileşiminden 1039 kat daha fazladır.
Benzer yüklerin birbirini ittiği, farklı yüklerin birbirini çektiği bilinmektedir. Ayrıca, yüklü bir cismi (herhangi bir yüke sahip) bir ışığa getirirseniz - yüksüz, o zaman aralarında bir çekim olacaktır - bir fenomen elektrifikasyon akciğer gövdesi aracılığıyla etkilemek. Yüklü cisme en yakın uçta, zıt işaretli yükler (indüklenmiş yükler) ortaya çıkar, bu fenomene denir. elektrostatik indüksiyon.
Deneyimler, herhangi bir cisim üzerinde bir yükün görünmesine, başka bir cisim üzerinde aynı büyüklükte, ancak zıt işaretli bir yükün ortaya çıkmasının eşlik ettiğini göstermektedir. Örneğin, bir cam çubuk ipeğe sürtüldüğünde her iki cisim de yüklenir: çubuk negatif, ipek pozitiftir.
Böylece, herkes şarj işlemi var yük ayırma işlemi. Masrafların toplamı değişmez, masraflar sadece yeniden dağıtılır. bu ima eder yükün korunumu yasası - 1747'de B. Franklin tarafından formüle edilen ve 1843'te M. Faraday tarafından onaylanan temel doğa yasalarından biri: sürece katılan tüm cisimler üzerindeki herhangi bir elektriksel süreçten kaynaklanan yüklerin cebirsel toplamı her zaman sıfıra eşittir. . Veya daha kısa: kapalı bir sistemin toplam elektrik yükü değişmez .
("Şarjın korunumu" ve "Şarj türleri" konularında gösterimler mevcuttur.).
Elektrik yükleri kendi başlarına mevcut değildir, ancak temel parçacıkların - elektronlar, protonlar, vb. İç özellikleridir.
Ampirik olarak 1914'te Amerikalı fizikçi R. Milliken gösterdi elektrik yükünün ayrık olduğunu
. Herhangi bir cismin yükü bir tamsayının katıdır. temel elektrik yükü
.
| , |
Neresi n bir tamsayıdır. Elektron ve proton sırasıyla temel negatif ve pozitif yüklerin taşıyıcılarıdır.
Örneğin, Dünyamızın negatif bir C yükü vardır, bu, Dünya atmosferindeki elektrostatik alanın gücü ölçülerek belirlenir.
Elektrostatik fenomeninin çalışmasına büyük katkı, ünlü Fransız bilim adamı C. Coulomb tarafından yapıldı. 1785'te deneysel olarak etkileşim yasasını kurdu. sabit nokta elektrik ücretleri.
Elektrodinamik- elektromanyetik alanın özelliklerinin bilimi.
Elektromanyetik alan- yüklü parçacıkların hareketi ve etkileşimi ile belirlenir.
Bir elektrik / manyetik alanın tezahürü- bu, elektrik / manyetik kuvvetlerin eylemidir:
1) makro kozmosta sürtünme kuvvetleri ve elastik kuvvetler;
2) mikro kozmosta elektrik / manyetik kuvvetlerin etkisi (atomun yapısı, atomların moleküllere yapışması, temel parçacıkların dönüşümü)
Elektrik / manyetik alanın keşfi- J. Maxwell.
ELEKTROSTATİK
Durgun haldeki elektrik yüklü cisimleri inceleyen elektrodinamik dalı.
Temel parçacıklar e-posta olabilir ücret, o zaman ücretli olarak adlandırılırlar;
- parçacıklar arasındaki mesafeye bağlı olan, ancak çoğu zaman karşılıklı yerçekimi kuvvetlerini aşan kuvvetlerle etkileşime girer (bu etkileşime elektromanyetik denir).
Elektrik şarjı- fiziksel miktar, elektromanyetik etkileşimlerin yoğunluğunu belirler.
2 elektrik yükü belirtisi vardır: pozitif ve negatif.
Benzer yüklü parçacıklar iter ve zıt yüklü parçacıklar çeker.
Proton pozitif yüke sahiptir, elektron negatif yüke sahiptir ve nötron elektriksel olarak nötrdür.
temel ücret- bölünemeyen asgari ücret.
Doğada elektromanyetik kuvvetlerin varlığı nasıl açıklanır? Tüm cisimler yüklü parçacıklar içerir.
Normal durumda, cisimler elektriksel olarak nötrdür (çünkü atom nötrdür) ve elektromanyetik kuvvetler görünmez.
Vücut şarj edildi, herhangi bir işaretin fazla ücreti varsa:
negatif yüklü - fazla elektron varsa;
pozitif yüklü - elektron eksikliği varsa.
cisimlerin elektrifikasyonu- bu, örneğin temas yoluyla ücretli organları elde etmenin yollarından biridir).
Bu durumda, her iki cisim de yüklenir ve yükler zıt işaretlidir, ancak büyüklükleri eşittir.
Kapalı bir sistemde, tüm parçacıkların yüklerinin cebirsel toplamı değişmeden kalır.
(... ama yüklü parçacıkların sayısı değil, çünkü temel parçacıkların dönüşümleri var).
kapalı sistem- Yüklü parçacıkların dışarıdan girmediği ve dışarı çıkmadığı bir parçacık sistemi.
Elektrostatiklerin temel yasası.
İki nokta hareketsiz yüklü cismin vakumda etkileşim kuvveti, yük modüllerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır.
Ne zaman cisimler nokta olarak kabul edilir? - aralarındaki mesafe birçok kez ise daha fazla boyut tel.
İki cismin elektrik yükü varsa, Coulomb yasasına göre etkileşirler.
Elektrik yükü birimi: 1 C, 1 A akım şiddetinde iletkenin kesitinden 1 saniyede geçen yüktür.
1 C - çok büyük şarj
Temel yük:
Coulomb yasasındaki orantı katsayısını boşlukta formda yazmak gelenekseldir.
elektrik sabiti nerede
Keyfi bir ortamda (SI cinsinden) yüklerin etkileşim kuvvetinin büyüklüğü için Coulomb yasası:
Ortamın dielektrik sabiti karakterize eder elektriksel özelliklerçevre. bir boşlukta
Böylece, Coulomb kuvveti, yüklü cisimler arasındaki ortamın özelliklerine bağlıdır.
Elektrostatik ve doğru akım yasaları - Harika fizik