آزمایش برهم کنش بار های الکتریکی

 

هدف:

بررسی اثر بار های الکتریکی برهم و جابه جایی بار ها/توزیع بار الکتریکی در اجسام رسانا و چگالی سطی بار در نقاط نوک تیز


موارد مورد نیاز:

آونگ الکتریکی/استوانه شفاف/گولوله های آلمینیومی/دستگاه واندوگراف/ فرفره الکتریک/پایه سوزنی


دستور کار:

۱_ آونگ الکتریکی را روی کلاهک  قرار می دهیم سپس دستگاه وانداوگراف را روشن می کنیم.
۲_ دستمان را با گولوله آونگ  تماس می دهیم.
۳_یک استوانه شفاف که در آن گولوله های آلمینیومی قرار دارد را بر روی کلاهک قرار داده و برق دستگاه واندوگراف را روشن می کنیم.

۴_ دستمان را بالای استوانه شفاف قرار می دهیم و مجدداً آزمایش را تکرار می کنیم.
۵_ یک پایه سوزی روی کلاهک می گذاریم و مجددا برق واندوگراف را روشن می کنیم.
۶_چند عدد ورقه آلمینیومی روی کلاهک قرار می دهیم و واندوگراف را روشن می کنیم .


نکته:

از آموزش فصل اول فیزیک یازدهم  میدانیم که الکتریسته ساکن مقداری عدم یک نواختی و بی ثباتی داردیعنی ممکن است با تکرار آزمایش نتایج متفاوتی ثبت شود پس رعایت این نکات حائز اهمیت است:

  • تکرار آزمایش برای اطمینان
  • در صورت امکان آزمایش در هوای گرم و خشک انجام شود زیرا در هوای مرطوب دیر تر به جواب می رسیم
  • فرفره الکتریکی نسبت به هیچ سمتی گشتاور یا لنگی نداشته باشد.
  • گولوله های آلمینیومی سبک باشند.

نتیجه:

نتیجه تمامی حالت های  فوق را از آموزش الکتریسته ساکن فیزیک یازدهم به خاطر داریم.در مرحله یک قرار دادن آونگ الکتریکی روی کلاهک بود ، مشاهده کردیم که آونگ به طور متناب از کلاهک جدا شده و باز می گشت به عبارتی به کلاهک ضربه می زد این عمل به دلیل وجود بار همنام در کلاهک و آونگ رخ می دهد.که بار های همنام علاقه به دفع یکدیگر دارند.

در مرحله تماس دست با آونگ مشاهده کردیم که ضربه زدن آونگ به کلاهک سرعت بیشتری گرفت زیرا بار آونگ با تماس دست خالی شده و از کلاهک دوباره بار می گیرد و به سرعت به دست منتقل می شود این سرعت در سرعت ضربه آونگ تاثیر می گذارد.
وقتی استوانه شفاف را روی کلاهک قرار دادیم مشاهده نمودیم که گولوله ها بالا و پایین می پرند و بار استوانه از پایین صفحه آن به بالای صفحه آن جابه جا شد.
هنگامی که پایه سوزنی و فرفره الکتریکی را روی کلاهک قرار دادیم شاهد چرخیدن فرفره از خلاف جهت نوک تیز بودیم که در نقاط نوک تیز چگالی سطحی (اشاره به آموزش جلسه نهم از فصل اول فیزیک یازدهم) بیشتر است.
با قرار دادن ورقه های آلمینیومی رو کلاهک  مشاهده نمودیم که به دلیل توزیع شدن بار های الکتریکی در سطح خارجی که بزرگتر از سطح داخلی است ورقه های آلمینیومی جدا شده و به اطرف پرتاپ می شوند.