Інформація для вчителів
Застосування
Електроскоп за Кольбе
Досліджена досі докладно силова дія між однойменно та різнойменно електрично зарядженими предметами - не лише цікаве явище, її можна також використати практично.
Утворену при цьому силу можна на прикладі наступного досліду використати для того, щоб відхилити стрілку електроскопа.
Крім того, електроскопи можна застосовувати не лише для безпосереднього вимірювання електростатичних зарядів, а й, наприклад, для виявлення наявності іонізуючого випромінювання.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні мають уже познайомитися з взаємодією між позитивно та негативно зарядженими тілами і зрозуміти її. Вони мають уже знати, що між зарядженими частинками існує силова дія, звідки вона береться і що за допомогою цієї силової дії можна рухати предмети.
Принцип
Між електрично зарядженими предметами виникає силова дія, коли їх наближають одне до одного. В електроскопі поворотно закріплена стрілка перебуває в електричному контакті з підвісом. Через нанесений електричний заряд стрілка відштовхується і тим самим відхиляється. Також через наближення електричних зарядів (без контакту) стрілка відхиляється внаслідок електростатичної індукції.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні застосовують свої знання про електростатичну індукцію до електроскопа. Вони усвідомлюють, чому відхилення стрілки може виникати вже при наближенні зарядженого тіла до електроскопа. Вони можуть пояснити процеси в електроскопі.
Завдання
У цьому досліді учні мають дослідити, як реагує стрілка електроскопа, коли до стрілки або до корпуса електроскопа наближають електрично заряджені предмети.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Вказівки щодо складання та виконання:
У всіх частинах досліду важливо, щоб заряджені предмети не торкалися електроскопа. Також не можна підносити їх до електроскопа надто близько, бо інакше через іскровий пробій усе ж може статися заряджання, яке перекриє явища електростатичної індукції. Якщо заряджання все-таки сталося ненавмисно, електроскоп треба перед наступною частиною досліду знову розрядити.
Інформація для учнів
Мотивація
Електроскоп за Кольбе
Як ти знаєш, між однойменно та різнойменно електрично зарядженими предметами виникає відштовхувальна або, відповідно, притягальна силова дія. Це не лише цікаве явище, його можна також використати практично.
Утворену при цьому силу можна на прикладі електроскопа використати для того, щоб відхилити стрілку електроскопа і тим самим виявити електростатичні заряди. Крім того, електроскопами можна, зокрема, виявляти й іонізуюче випромінювання.
У цьому досліді ти дослідиш поведінку електроскопа, коли на нього впливають електричні заряди, які, однак, на електроскоп не переносяться.
Завдання
У цьому досліді ти дослідиш реакцію стрілки електроскопа.
Для цього ти виконаєш такі кроки:
- Склади електроскоп і подбай про те, щоб він був розряджений.
- Піднеси до стрілки електроскопа заряджений стрижень.
- Піднеси до електроскопа (штатива) заряджений стрижень.
- Піднеси до електроскопа заряджену прозору плівку.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Електроскоп із металевою стрілкою | 13027-01 | 1 | 2 | Стрижень, l=175 мм, d=10 мм, поліпропілен. | 13027-09 | 1 | 3 | Стрижень з акрилового скла, l = 175 мм, d = 8 мм | 13027-08 | 1 | 4 | Плівка, прозора, DIN A4, 100 аркушів | 08186-10 | 1 |
|---|
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Сухий шорсткий папір | DIN A4 |
Складання
Складання електроскопа
Підвісь стрілку в електроскоп саме так. Штифт лежить у виїмках, стрілка проходить посередині крізь отвір. Один кінець стрілки трохи довший і через це важчий за інший. Цей важчий кінець має дивитися вниз.
Стрілка має стояти вільно і приблизно вертикально. Якщо після підвішування стрілка не лишається вертикальною, а перехиляється, то ти, ймовірно, спрямував важчий кінець стрілки вгору: у такому разі переверни стрілку.
Обережно: стрілку виготовлено з дуже тонкої бляхи, і вона легко згинається.
Після цього розряди електроскоп, торкнувшись його рукою.
Виконання (1/5)
Заряджання поліпропіленового стрижня тертям об папір
Дослід 1:
- Сильно потри поліпропіленовий стрижень папером, щоб зарядити його.
Виконання (2/5)
Наближення зарядженого кінця стрижня до стрілки
Дослід 1:
- Піднеси потертий кінець до стрілки, не торкаючись її!
- Повтори дослід з акриловим стрижнем.
- Щоразу уважно спостерігай за поведінкою стрілки.
Виконання (3/5)
Наближення зарядженого кінця стрижня до електроскопа
Дослід 2:
- Піднеси потертий поліпропіленовий стрижень до електроскопа згори, не торкаючись його.
- Знову уважно спостерігай за поведінкою стрілки!
Виконання (4/5)
Наближення зарядженої прозорої плівки до електроскопа
Дослід 3:
- Заряди прозору плівку тертям об папір.
- Потім тримай її горизонтально і піднось до електроскопа згори доти, доки стрілка не нахилиться приблизно на 20°.
Виконання (5/5)
Поступове віддалення руки та прозорої плівки від електроскопа
Дослід 3:
- Тепер торкнись рукою нижньої частини електроскопа.
- Прибери руку від електроскопа, а потім відклади вбік і прозору плівку.
- Знову спостерігай при кожній дії за поведінкою стрілки.
Протокол
Завдання 1
Наближення зарядженого кінця стрижня до стрілки
Питання
Завдання 2
Наближення зарядженого кінця стрижня до електроскопа
Питання
Завдання 3
Наближення зарядженої прозорої плівки до електроскопа
Питання
Завдання 4
Поясни спостереження 1-го вимірювання. Зваж на різний заряд різних стрижнів. Перетягни слова у правильні поля! Через наближення ____ стрижня в ____ відбувається розділення зарядів у такий спосіб, що ____ зарядів у ____ більше, ніж ____. Завдяки цьому переважають притягальні ____, і стрілка рухається до ____. Це однаково справджується як для ____, так і для негативно зарядженого стрижня.
Завдання 5
Перетягни слова у правильні поля і так доповни пояснення 2-го досліду! Заряджений стрижень спричиняє в електроскопі ____. Через ____ заряд поліпропіленового стрижня негативні заряди електроскопа витісняються ____. Нижня частина стрілки та нижня половина електроскопа заряджені негативно, між ними виникає ____. Відповідне справджується для верхніх частин, де переважають ____ заряди.
Завдання 6
Поступове віддалення руки та прозорої плівки від електроскопа
Питання
Завдання 7
Доповни текст із пропусками і виконай описаний у ньому дослід, щоб перевірити свій попередній здогад щодо плівки. За допомогою зарядженого ____ можна було б перевірити, чи лишається ____ зарядженим позитивно чи негативно. Якщо піднести заряджений стрижень до ____ і вона притягується, то електроскоп заряджений ____. Якщо ж стрижень відштовхується, то він заряджений ____.
Завдання 8
Поступове віддалення руки та прозорої плівки від електроскопа
Що сталося б, якби ти в 3-му вимірюванні спершу відклав плівку, а потім прибрав руку від електроскопа? Запиши свій здогад.
Перевір потім свій здогад експериментально.