ذرات الکتریکی

اهداف

آشنایی با اجسام باردار

آشنایی با روش های باردار کردن یک جسم

تجربه ی روش تماس برای باردار کردن اشیاء

آشنایی با قانون بقای بار الکتریکی

وسایل لازم

یک ورقه ی پلاستیک اکریلیک یا هر ورقه پلاستیکی شفاف حدود 30 سانتی متر مربع با ضخامت 3 میلی متر.

یک لباس از پشم یا خز.

4 عدد پایه با ارتفاع حدود 5 سانتی متر ( قوطی کنسرو ماهی مناسب است. )

یک ورقه سفید بزرگ 43×28 سانتی متر مربع.

چیزهای خیلی ریز مثل غلات، ادویه ( شوید، ریحان، میخک ) یا دانه های ریز فوم.

طرح درس

احتمالاً دانش آموزان شما، با مفهوم الکتریسیته ی ساکن و برخی از اثرات آن آشنا هستند. با انجام این آزمایش، آن ها می توانند با این رویداد بیش تر از قبل آشنا شوند.

الکتریسیته ساکن باعث می شود تا در یک روز سرد وقتی موهایتان را شانه می کنید جرقه زده شود و یا در یک جشن تولد بادکنک ها به دیوار بچسبند. در این آزمایش، الکتریسیته ساکن سبب جست و خیز "ذرات" الکتریکی می شود.

کاغذ را روی میز قرار دهید. پایه هایی را که داشتیم، زیر چهار گوشه ی پلاستیک بگذارید و دانه های ریز فوم و ذرات ادویه و غلات را زیر پلاستیک پخش کنید. ( می توانید این آزمایش را روی میز انجام دهید. )

شرح آزمایش

برای انجام این آزمایش حداقل 15 دقیقه زمان نیاز دارید.

با مالش شدید لباس پشم یا خز با پلاستیک، می توانید پلاستیک را باردار کنید.

آیا ذرات به حرکت در می آیند؟

این بار آزمایش را تکرار کنید، سعی کنید مواد دیگری را برای باردار کردن پلاستیک امتحان کنید؛ مثلاً دست خودتان.

آزمایش را با جنس های مختلفی از ذرات و همین طور تغییر دادن ارتفاع پلاستیک تکرار کنید.

شرح پدیده

در ابتدای آزمایش هم پلاستیک و هم ذرات از نظر الکتریکی خنثی بودند. زیرا که تعداد بارهای مثبت و منفی شان یکسان بود. وقتی شما پلاستیک را با لباس پشم یا خز مالش می دهید، لباس شما بارهای منفی را به پلاستیک منتقل می کند.

این بارهای منفی، باعث می شوند که بارهای منفی رانده شده و بارهای مثبت جذب شوند؛ یعنی بارهای مثبت ذرات را به سر ذرات جذب کرده و بارهای منفی شان را به قسمت پایین ذرات می رانند. جاذبه ی بین پلاستیک با بار منفی و بار مثبتی که در سر ذرات ( دانه های ریز فوم و ذرات ادویه و غلات ) متمرکز شده است، باعث می شود تا این ذرات زیر پلاستیک به جست و خیز درآیند.

در واقع وقتی ذره ای به پلاستیک برخورد می کند، بخشی از بار منفی پلاستیک به ذره منتقل می شود و سر ذره از نظر الکتریکی خنثی می شود. اما از آن جا که کل ذره در ابتدا خنثی بوده است، اکنون ذره اندکی بار منفی اضافی دارد. این بار ذره با بار منفی و پلاستیک با بار منفی به شدت یکدیگر را دفع می کنند که این موضوع باعث می شود ذره با جهشی سریع به سطح میز بازگردانده شود. به محض آن که بارهای منفی اضافی ذره به آرامی به سطح میز یا به هوا داده شدند، ذره مجدداً خنثی شده و آماده است تا دوباره به سمت پلاستیک به بالا بپرد.

باردار و خنثی شدن ذرات باعث حرکت آن ها به هوا می شود.

وقتی این ذرات در حال بالا و پایین شدن هستند، گوشتان را روی سطح پلاستیکی بگذارید و به صدای برخورد ذرات با پلاستیک گوش کنید. سرعت برخورد ذرات با از میان رفتن بار پلاستیک کم می شود.

مترجم: بدری سید جلالی