1. Elektromosság

I. Az elektromos állapot

1. (127/1)

a) Mozgasd a léggömböt a kék háttér előtt!

Amikor a léggömböt mozgatod, semmi különös nem történik, mivel a léggömb töltései még nem változtak meg. A háttér és a léggömb között nincs kölcsönhatás.

b) "Dörzsöld" a léggömböt a pulóverhez!

A dörzsölés során a léggömb elektrosztatikus töltést vesz fel. Ez azért történik, mert a léggömb és a pulóver anyagai között elektronok cserélődnek. A léggömb negatív töltést kap, míg a pulóver pozitív töltésűvé válik. Ennek eredményeként a léggömb vonzani kezd könnyű tárgyakat, például papírdarabokat.

c) A megdörzsölt léggömböt egyre távolabbról engedd el!

Ahogy távolabb engeded el a léggömböt, a vonzó hatás gyengül, mivel az elektrosztatikus erő távolsággal csökken. Ha túl messzire viszed, a léggömb már nem vonzza a tárgyakat.

d) Először csak a pulóver ujjáról "dörzsöld le" a töltéseket, vidd a lehető legtávolabbra a léggömböt, és figyeld meg, mi történik!

Ha csak részben dörzsölöd le a töltéseket, a léggömb még mindig vonzó hatást gyakorolhat, de gyengébben. Ahogy egyre több töltést eltávolítasz, a léggömb fokozatosan elveszíti elektrosztatikus tulajdonságait, és már nem vonz tárgyakat.

2. (127/2)

Nagyszerű ötlet! Az elektroszkóp egy egyszerű eszköz, amely segít kimutatni az elektrosztatikus töltéseket. Otthoni eszközökből is könnyen elkészíthető!

Hogyan készíts házi elektroszkópot?

🔹 Szükséges eszközök:

• Egy üvegpohár vagy műanyag palack
• Alumínium fólia vagy vékony fémlemez
• Egy vékony rézhuzal vagy drót
• Papírkapocs vagy kis fémlemez darabok
• Szalag vagy ragasztó

🔹 Elkészítés lépései:

• Készítsd el az alapot: Használj egy üvegpoharat vagy műanyag palackot.
• Hajlítsd meg a rézhuzalt: Egyik végére rögzíts egy kis alumínium fólia darabot vagy papírkapcsot.
• Helyezd a huzalt a pohár tetejére: A huzal másik végét rögzítsd a pohár szájához, hogy stabilan álljon.
• Biztosítsd a mozgó részt: Az alumínium fólia vagy papírkapocs szabadon mozogjon a huzal végén.

3. (128/3)

Nézz utána, hogy ki és mikor határozta meg először az elektron töltését! Mikor és milyen díjat kapott ezért az eredményéért?

Az elektron töltését először Robert Andrews Millikan határozta meg híres olajcsepp-kísérletével, amelyet 1909-ben végzett. Az eredményeit 1913-ban publikálta. E munkájáért 1923-ban fizikai Nobel-díjat kapott, elismerve az elemi töltés pontos meghatározásában elért eredményeit.

4. (128/4)

A töltések nagyságrendi skálán való elhelyezése az adott részecskék esetében:

• Proton: +1 elemi töltés (+e).
• Alfa-részecske (He atommag): +2 elemi töltés (+2e).
• Oxigén atommagja (OO): +8 elemi töltés (+8e).
• Urán atommagja (UU): +92 elemi töltés (+92e).

A nagyságrend a pozitív töltések számát mutatja, amely az adott atommag protonjainak számával egyezik meg. Az elemi töltés (ee) értéke körülbelül .

5. (128/5)

A pattanó hangot és a kis szikrákat a statikus elektromosság okozza. Amikor egy műszálas pulóvert leveszünk, a dörzsölődés miatt elektronok vándorolnak a pulóver és a test között, így töltéskülönbség alakul ki. Ez a töltéskülönbség kisülés formájában egyenlítődik ki, ami szikrákat és pattanó hangot eredményez. Ez tipikusan száraz levegőben figyelhető meg intenzívebben, mert a nedvesség csökkentené a töltés felhalmozódását.

6. (128/6)

Pozitív töltésű ionok (kationok):

• Na⁺: nátriumion
• K⁺: káliumion
• Ca²⁺: kalciumion

Negatív töltésű ionok (anionok):

• Cl⁻: kloridion
• SO₄²⁻: szulfátion
• NO₃⁻: nitrátion

7. (128/7)

Az elektromos töltés mértékegységét, a coulombot, Charles Augustin de Coulomb tiszteletére nevezték el, mivel ő volt az, aki 1785-ben megalkotta a híres Coulomb-törvényt, amely az elektromos töltések közötti erő nagyságát és irányát írja le. Ez a törvény alapvető fontosságú az elektrosztatika területén.

Élete és eredményei:

• Coulomb 1736. június 14-én született Angoulême-ban, Franciaországban, és 1806. augusztus 23-án hunyt el Párizsban.
• Feltalálta a torziós mérleget, amely lehetővé tette az elektromos erők pontos mérését.
• Kutatásai kiterjedtek a súrlódásra, a szélmalmokra, valamint a fémek és selyemszálak rugalmasságára is.

Coulomb munkássága jelentős hatással volt a fizika fejlődésére, és az ő nevét viseli az elektromos töltés SI-mértékegysége.

Vissza