فیزیک سطح: متوسط

‫باردار کردن القایی دو کره فلزی

⏱ 10 دقیقه زمان اجرا 🧪 0 قلم وسیله لازم
▶

درباره‌ی آزمایش

‫اجسام می‌توانند به روش‌های مختلفی مانند مالش، تماس و القا باردار شوند. در روش القایی، بدون نیاز به تماس مستقیم جسم باردار با جسم خنثی، می‌توان باعث جدایی و جابه‌جایی بارهای الکتریکی در آن شد. در این آزمایش با استفاده از دو کره فلزی، نحوه باردار شدن اجسام به روش القایی و توزیع بارهای الکتریکی را بررسی می‌کنیم.
‫هنگامی که یک جسم باردار را به دو کره فلزی متصل به یکدیگر نزدیک می‌کنیم، میدان الکتریکی آن باعث جابه‌جایی الکترون‌ها بین دو کره می‌شود. در نتیجه، در یکی از کره‌ها بار منفی و در کره دیگر بار مثبت ایجاد می‌شود.

برای مثال، اگر یک میله پلاستیکی با بار منفی را به یکی از کره‌ها نزدیک کنیم، الکترون‌های موجود در کره‌ها از میله دور شده و به کره دیگر منتقل می‌شوند. بنابراین، کره نزدیک میله کمبود الکترون پیدا کرده و مثبت می‌شود و کره دورتر الکترون اضافی دریافت کرده و منفی می‌شود.

با جدا کردن دو کره در حالی که میله هنوز نزدیک آن‌هاست، بارهای الکتریکی روی هر کره باقی می‌مانند. پس از دور کردن میله نیز هر کره بار خود را حفظ می‌کند.
نتیجه‌گیری

در این آزمایش مشاهده کردیم که می‌توان بدون تماس مستقیم با یک جسم باردار، دو جسم فلزی را به روش القایی باردار کرد. در این روش، بارهای الکتریکی در اثر میدان الکتریکی جسم باردار جابه‌جا می‌شوند و دو کره بارهایی با علامت مخالف یکدیگر به دست می‌آورند. این آزمایش نشان‌دهنده امکان باردار کردن اجسام بدون تماس مستقیم است.

نکته: برای انجام صحیح آزمایش، کره‌ها باید در زمان نزدیک بودن میله از یکدیگر جدا شوند؛ زیرا اگر ابتدا میله را دور کنیم و سپس کره‌ها را جدا کنیم، بار خالص آن‌ها از بین می‌رود و هر دو کره خنثی می‌شوند.

مراحل اجرا

  • ‫دو کره فلزی را روی پایه‌های عایق و در کنار یکدیگر قرار دهید، به‌طوری‌که با هم تماس داشته باشند.
  • یک میله پلاستیکی یا شیشه‌ای را با پارچه مناسب مالش دهید تا باردار شود.
  • میله باردارشده را بدون تماس با کره‌ها، به یکی از آن‌ها نزدیک کنید.
  • در حالی که میله همچنان نزدیک کره‌ها قرار دارد، دو کره را از یکدیگر جدا کنید.
  • سپس میله باردارشده را از کره‌ها دور کنید.
  • با بررسی بار الکتریکی هر کره، مشاهده کنید که دو کره دارای بارهای مخالف یکدیگر شده‌اند.