Почему мало кто понимает, как происходит электризация
Сегодня рассказываю об электризации – теме, которую прослушали (в смысле пропустили мимо ушей) больше половины школьников. И все из-за эбонитовой палочки – ведь при слове «эбонит» пол- класса ржет (простите, другого слова не подобрать), остальные ничего не слышат за ржанием. И видя из года в год эту реакцию, никто из авторов не сменит материал палочки! Ну потрите полувинил о шерсть или сургуч о мех и получите отрицательный заряд – эффект тот же, а внимание не рассеяно. Если меня читает кто-то близкий к министерству образования, предложите исключить эбонитовую палочку из учебника как пример, хватит смешить подростков. А теперь, к сути)
Посмотрим на модель атома (у меня картинка из бесплатной базы изображений).
Видим положительно заряженное ядро (протоны, имеющие заряд + и нейтроны без заряда), вокруг ядра вращаются электроны – носители отрицательного заряда. В нейтральном (не заряженном атоме) число протонов = числу электронов), но связи, удерживающие электроны у ядра у веществ разные, поэтому вещества с менее сильной связью могут не удержать свои электроны, при контакте с веществами с более сильной связью. Тут и происходит электризация.
Атом, потерявший электрон, имеет больше протонов (+) и заряжается положительно. И становится положительно заряженным ионом.
Атом, захвативший лишний электрон, имеет больше электронов (-) и заряжается отрицательно – становится отрицательно заряженным ионом.
Но все стремится к равновесию, кто-то захочет вернуть электрон, а кто-то избавиться от лишнего. В итоге наэлектризованные предметы будут искать куда разрядиться, и будут тянуться к противоположно заряженным (ведь у одних есть лишний электрон, а другим его не хватает) и отталкиваться от заряженных аналогично.
А теперь эксперимент, оторвите клочок бумажки, потрите ручку (пластиковую) о свитер и поднесите к бумажке, с большой долей вероятности бумажка прилепится. Попросите ребенка повторить. Теперь возьмите железную палочку (указку) и повторите опыт, бумажка не прилипнет.
Почему? Все дело в палочке и ручке, а точнее в веществах из чего они состоят. Пластмасса и пластик - диэлектрики, и весь заряд остается на одном конце палочки, а вот металл отдает заряд Вам. Почему так происходит?
Все дело в свободных электронах. Это электроны, не имеющие прочной связи с ядром, и легко перемещающиеся по всему объему тела и переносящие отрицательный заряд, а их места в строении атомов вещества при этом остаются пустыми – «дырками» - это носители положительного заряда (дырки никуда не перемещаются, но электроны перемещаясь, освобождают одни "дырки" и занимают пустые места - отсюда и утверждение, что дырки переносят заряд). Вещества с такими электронами называются проводниками – это в основном металлы.
Земля тоже проводник, причем большой и способный забрать большой заряд, поэтому заземление уходит в землю.
Есть вещества, прочно удерживающие электроны у их ядра – это диэлектрики, они ток не проводят – воздух, каучук, пластик.
А есть вещества хитрые, при определенных условиях они диэлектрики (свободных электронов не имеют, ток не проводят), а если повысить температуру или воздействовать светом, то становятся проводниками – это полупроводники (кремний).
Стало ли понятнее? Хотите предложить темы для объяснения? Буду рада комментариям и лайкам, так статью увидят больше людей.