Інформація для вчителів
Застосування
Блискавки під час грози
Щоб між двома тілами відбувся обмін електричним зарядом, вони не обов'язково мають дотикатися. Досить навіть того, щоб вони наблизилися на певну відстань (тут - кілька сантиметрів).
Цей перехід електричного заряду тоді, як правило, стає видимим у вигляді іскрового розряду.
Класичний приклад видимого обміну електричними зарядами на великих відстанях - блискавки під час грози. Тут дуже виразно видно перехід заряду від хмари до землі.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні мають уже докладно дослідити й зрозуміти електричний заряд і його дії. Крім того, вони мають зрозуміти, що електричний заряд може передаватися між двома тілами через дотик.
Принцип
Якщо електричний заряд тіла достатньо великий, то він може передаватися й іншим тілам, які перебувають поблизу нього, не дотикаючись, однак, до нього!
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають усвідомити, що заряди можуть переноситися крізь повітря за допомогою іскор і що ці іскри виникають переважно на вістрях і кутах предметів.
Завдання
У цьому досліді учні мають розрядити електрично заряджений електроскоп, не дотикаючись при цьому до нього.
Вони мають показати, що заряд може переноситися між двома тілами й без контакту і що форма тіл при цьому може відігравати роль.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Вказівки щодо складання та виконання:
У цьому досліді йдеться не головно про саму іскру, а про перенесення зарядів між двома тілами в точках. Точкове розряджання на тілах можна показати лише в демонстраційних дослідах, бо для цього потрібні вищі напруги. Порівняння відстаней у першому частковому досліді обмежене тим, що електроскоп мав би щоразу нести однакову кількість заряду. Проте це важко здійснити. Для низки подій у третій частині досліду іскру добре видно вже за помірно затемнених приміщень. Пояснення механізму провідності крізь повітря можна опустити, якщо попередніх знань учнів для цього не досить.
Інформація для учнів
Мотивація
Блискавки під час грози
Електрично заряджені предмети можуть при безпосередньому дотику до провідників передавати їм цей заряд.
Але як відбувається обмін зарядом у випадку грози між хмарою і поверхнею землі? Тут розряд дуже виразно видно як блискавку, під час якої надлишкові заряди переходять від хмари до поверхні землі. Проте цей принцип так само працює і в менших масштабах, наприклад у трансформаторі Тесли або в плазмових кулях.
Явище безконтактного перенесення заряду ти докладніше дослідиш у наступному досліді.
Завдання
У цьому досліді ти знову матимеш справу з розряджанням різних тіл.
Для цього спершу склади електроскоп.
Потім дослідь електрично заряджений електроскоп, не дотикаючись, однак, до нього!
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Електроскоп із металевою стрілкою | 13027-01 | 1 | 2 | Стакан Фарадея, d = 40 мм, h = 75 мм | 13027-03 | 1 | 3 | Стрижень, l=175 мм, d=10 мм, поліпропілен. | 13027-09 | 1 | 4 | Стрижень з акрилового скла, l = 175 мм, d = 8 мм | 13027-08 | 1 |
|---|
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Сухий шорсткий папір | DIN A4 |
Складання (1/2)
Складання електроскопа
Спершу склади електроскоп.
Стрілка має висіти вертикально (один бік трохи довший і тому мінімально важчий), не зачіпаючись, вісь лежить у вирізі.
Складання (2/2)
Закріплення стакана Фарадея на акриловому стрижні
Потім змонтуй ще й стакан Фарадея на кінці акрилового стрижня.
Виконання (1/5)
- Сильно потри поліпропіленовий стрижень папером, щоб зарядити його.
- Потім заряди електроскоп потертим об папір поліпропіленовим стрижнем. Повтори для цього тертя і заряджання кілька разів, щоб зарядити електроскоп повністю.
Виконання (2/5)
Наближення пальця до кута електроскопа (не дотикаючись до нього!)
Дослід 1, частина 1:
- Повільно піднось палець до кута на верхньому плечі електроскопа.
- Запиши відстань між пальцем і кутом електроскопа, коли чути тихе клацання.
- Спостерігай, крім того, за поведінкою стрілки.
Виконання (3/5)
Наближення пальця до верхньої площини електроскопа (не дотикаючись до нього!)
Дослід 1, частина 2:
- Повтори дослід, але цього разу піднось палець до площини на електроскопі.
- Запиши знову відстань, коли чути клацання.
Виконання (4/5)
Наближення стакана Фарадея до електроскопа
Дослід 2:
- Заряди електроскоп знову якнайсильніше.
- Піднось стакан Фарадея на акриловому стрижні до кута електроскопа, доки не почуєш клацання, але не торкайся електроскопа.
- Придумай тепер дослід, яким ти з'ясуєш, чи перейшли заряди з електроскопа до стакана Фарадея.
- Виконай цей дослід.
Виконання (5/5)
Заряджання стакана
Наближення стакана до електроскопа
Дослід 3:
- Сильно заряди стакан Фарадея на акриловому стрижні поліпропіленовим стрижнем, потертим об папір.
- Потім повільно піднось його до кута електроскопа, який перед тим має бути розряджений.
- Уважно слухай клацання і спостерігай за стрілкою.
Протокол
Завдання 1
Наближення пальця до кута електроскопа (не дотикаючись до нього!)
Питання
Завдання 2
Наближення пальця до верхньої площини електроскопа (не дотикаючись до нього!)
Питання
Завдання 3
Дослід 1, частина 1
Питання
Дослід 1, частина 2
Завдання 4
Наближення стакана Фарадея до електроскопа
Питання
Завдання 5
Наближення стакана Фарадея до електроскопа
Питання
Завдання 6
Дослід 1, частина 1
Дослід 1, частина 2
Який вплив має форма поверхні на відстань, за якої виникало спостережуване явище? Що ____ форма, то легше передається заряд. Що ____ форма, то ближче треба підійти до тіла, щоб заряд міг передатися.
Завдання 7
Стакан Фарадея, закріплений на електроскопі
Питання
Завдання 8
Питання