Электроскопы – это приборы, используемые для обнаружения и измерения электрического заряда. Они работают на основе принципа разделения зарядов и показывают наличие заряда путем раскачивания специального индикатора или стрелки. Однако, когда заряженный электроскоп прикоснется к заземленному шарику, он разряжается, вызывая удивительное явление, которое требует объяснения.
Для понимания причин этого явления необходимо рассмотреть основные принципы работы электроскопа. Заряды в электроскопе распределяются между его частями – заряженной пластиной и тонкой металлической нитью, называемой индикатором. Когда на электроскоп подается заряд, заряды разделяются и индикатор отклоняется, указывая на наличие заряда.
Однако, когда электроскоп прикоснется к заземленному шарику, происходит разрядка. Происходит это из-за того, что заземление представляет собой большой резервуар нейтральных зарядов. Когда электроскоп прикасается к шарику, заряды на индикаторе и заряды заземления начинают перемещаться между собой до установления равновесия.
Как прикосновение к шарику разряжает заряженный электроскоп?
Когда электроскоп заряжен, его листы раздвигаются, так как один лист становится положительно заряженным, а другой – отрицательно. Это происходит из-за притяжения заряда противоположного знака и отталкивания заряда одного знака.
Когда прикоснуться к заряженному шарику кожей, которая является хорошим проводником электричества, происходит переход заряда с шарика на кожу и дальше по телу человека. Это происходит из-за разности потенциалов между шариком и человеком – заряд стремится равномерно распределиться.
При переходе заряда от шарика на кожу, она становится заряженной противоположным знаком – если шарик был положительно заряжен, то кожа будет отрицательно заряжена. Из-за притяжения противоположных зарядов между заряженной кожей и отрицательно заряженным листом электроскопа, внутренние листы снова сближаются.
Таким образом, прикосновение к заряженному шарику разряжает электроскоп, так как возникающая разность потенциалов между шариком и электроскопом приводит к переходу заряда с шарика на кожу, а затем – на электроскоп. При этом заряд электроскопа уравновешивается и его листы сближаются.
Причины
Прикосновение к заряженному шарику может разрядить электроскоп по нескольким причинам:
- Проводимость материала: Если шарик выполнен из материала, обладающего хорошей проводимостью, то заряд сразу передается через прикосновение электрическим контактом на электроскоп, что приводит к его разрядке.
- Электростатическое взаимодействие: При прикосновении к шарику, заряды на поверхности шарика и на электроскопе начинают взаимодействовать электростатически. Это взаимодействие может вызвать перемещение и перераспределение зарядов в электроскопе, что приводит к его разрядке.
- Выравнивание потенциалов: Прикосновение к заряженному шарику может привести к выравниванию потенциалов между шариком и электроскопом. Если заряд на шарике больше, чем на электроскопе, то избыточный заряд будет передаваться на электроскоп при прикосновении, что приведет к его разрядке.
Все эти причины объединяются в общий механизм разрядки электроскопа при прикосновении к заряженному шарику.
Объяснение
Прикосновение к заряженному электроскопу с помощью шарика приводит к его разрядке из-за перехода электрического заряда между предметами.
Электроскоп состоит из двух тонких полосок металла, закрепленных в верхней части прибора и имеющих направление вверх. Когда электроскоп заряжен, полоски отклоняются друг от друга.
Прикосновение заряженного шарика к электроскопу приводит к тому, что электроны из шарика начинают переходить на полоски электроскопа. Часть электронов переходит на положительно заряженные полоски, а часть – притягивается к отрицательно заряженным полоскам. Это создает разность потенциалов между полосками и грунтом, что приводит к тому, что полоски зарядятся одинаково и отклонятся друг от друга.
Однако, когда шарик соприкасается с электроскопом, происходит равномерное распределение заряда между шариком и полосками, поскольку метал является хорошим проводником электричества. Когда шарик отодвигается от электроскопа, полоски возвращаются в исходное положение, т.к. исчезает разность потенциалов между ними и землей.
Таким образом, прикосновение к заряженному электроскопу с помощью шарика разряжает его, поскольку заряд между предметами выравнивается.