Денелердің электрленуінің құпиялары. Денелердің жанасу кезінде электрленуі

Физика! Қандай сөз сыйымдылығы!
Физика біз үшін жай ғана дыбыс емес!
Физика – тірек және негіз
Барлық ғылымдар ерекшеліксіз!

• студенттерге денелердің электрлену механизмін түсіндіру,
• зерттеушілік және шығармашылық қабілеттерін дамыту,
• оқытылатын материалға қызығушылықты арттыруға жағдай жасау,
• студенттерге алған білімдері мен дағдыларының практикалық маңызы мен пайдалылығын түсінуге көмектесу.

Жабдық:

• электрофор машинасы,
• электрометр,
• сұлтандар,
• эбонит және шыны таяқшалар,
• жібек және жүн маталар,
• электрскоп,
• қосу сымдары, тазартылған су, парафин шарлары,
• алюминий және қағаз цилиндрлер, жібек жіптер (боялған және боялмаған).

Үстелде: Өткізгіштер, изоляторлар, шайырлар және шыны зарядтары.

САБАҚ КЕЗІНДЕ

1. Мұғалімнің кіріспе сөзі

Күнделікті өмірде адам көптеген құбылыстарды бақылайды және, мүмкін, әлдеқайда көп құбылыстар байқалмай қалады.

Бұл құбылыстардың болуы адамды осы құбылыстарды іздеуге, ашуға және түсіндіруге «итермелейді». Денелердің жерге түсуі сияқты құбылыс енді адамдарда таң қалдырмайды. Бірақ жер мен бұл дене бір-біріне жанаспастан өзара әрекеттесетінін атап өткен жөн. Олар бір-бірімен ең танымал әрекет – гравитациялық тартылыс (гравитациялық өрістер) арқылы әрекеттеседі. Біз денелердің бір-біріне негізінен тікелей әсер ететініне үйреніп қалдық. Ежелгі гректерге белгілі мұндай құбылыстар да бар, олар әр уақытта балалар мен ересектер арасында қызығушылық тудырады. Бұл электрлік құбылыстар.

Электрлік өзара әрекеттесу мысалдары өте алуан түрлі және олар, мысалы, Жердің тартылыс күші сияқты бала кезімізден бізге таныс емес. Бұл қызығушылық мұнда қарапайым жабдықты пайдалана отырып, тәжірибелік жағдайларды жасау және өзгертуге үлкен мүмкіндіктер бар екендігімен де түсіндіріледі.

Кейбір құбылыстарды анықтау және зерттеу барысын бақылап көрейік.

2. Тарихи дерек (оқушы баяндайды)

624-547 жылдары өмір сүрген грек философы Милетский Фалес. Б.з.д., аң терісіне жағылған янтарь ұсақ заттарды – үлпілдектерді, сабандарды және т.б. тарту қасиетіне ие болатынын анықтады. Бұл құбылыс кейін электрлендіру деп аталды.

1680 жылы неміс ғалымы Отто фон Герике бірінші электр машинасын жасап, тебілу мен тартылыс электрлік күштерінің бар екенін ашты.

Зарядтың екі түрінің бар екендігін бірінші рет дәлелдеген ғалым француз Шарль Дюфай (1698–1739) болды. Ду Фай шайырды ысқылағанда пайда болатын электр қуатын «шайыр» деп атады, ал әйнекті ысқылағанда пайда болатын электр қуатын «әйнек» деп атады. Қазіргі терминологияда «шайыр» электр тогы теріс зарядтарға, ал «әйнек» электр тогы оң зарядтарға сәйкес келеді. Зарядтардың екі түрінің болуы теориясының ең сенімді қарсыласы атақты американдық Бенджамин Франклин (1706 - 1790) болды. Ол алғаш рет оң және теріс зарядтар ұғымын енгізді. Денелерде бұл зарядтардың болуын ол кейбір жалпы электрлік заттардың денелеріндегі артық немесе жетіспеушілікпен түсіндірді. Кейінірек «Франклин сұйықтығы» деп аталатын бұл ерекше зат, оның пікірінше, оң зарядқа ие болды. Осылайша, электрленген кезде дене оң зарядтарды алады немесе жоғалтады. Франклин оң зарядтарды теріс зарядтармен шатастырды және денелер электрондармен (теріс зарядты алып жүр) алмасты деп болжау қиын емес. Көбінесе осы фактіге байланысты оң зарядтың қозғалыс бағыты кейіннен металдардағы ток бағыты үшін қате қабылданған.

Ағылшын Роберт Симмер (1707 - 1763) өзінің жүн және жібек шұлықтарының әдеттен тыс мінез-құлқына назар аударды. Ол екі жұп шұлық киген: жылулық үшін қара жүн, сұлулық үшін ақ жібек. Екі шұлықты бірден шешіп, бірін жұлып алып, екі шұлықтың да ісіп, аяғының пішінін алып, бірін-бірі тартып жатқанын көрді. Дегенмен, бір түсті шұлықтар бірін-бірі итермелесе, түрлі түсті шұлықтар бір-бірін тартады. Өзінің бақылауларына сүйене отырып, Симер екі айып теориясының қызу жақтаушысы болды, ол үшін оған «бұзылған философ» деген лақап ат берілді.

Қазіргі тілмен айтқанда, оның жібек шұлықтарының заряды теріс, ал жүннен жасалған шұлықтарының заряды оң болды.

3. Денелердің электрлену құбылысы

Мұғалім:Қандай дене зарядталған деп аталады?

Оқушы:Егер дене басқа денелерді тартып немесе кері қайтара алса, онда оның электр заряды болады. Мұндай денені айыптау деп айтады. Заряд - денелердің қасиеті, электромагниттік әсерлесу қабілеті.

(Зарядталған дененің әрекетін көрсету).

Мұғалім:Электроскоп дегеніміз не?

Оқушы:Денедегі зарядтың бар-жоғын анықтауға және оны бағалауға мүмкіндік беретін құрылғы электроскоп деп аталады.

Мұғалім:Электроскоп қалай жұмыс істейді және қалай жұмыс істейді?

Оқушы:Электроскоптың негізгі бөлігі - ине бекітілген және еркін айнала алатын өткізгіш оқшауланған өзек. Заряд пайда болған кезде жебе мен стержень бірдей таңбалы зарядтармен зарядталады, сондықтан олар ығысу бұрышын жасайды, оның мәні алынған зарядқа пропорционал.

(Құрылғының жұмысын көрсету).

Мұғалім:Денелердің электрленуі әртүрлі жағдайларда болуы мүмкін, яғни. Денелерді электрлендірудің әртүрлі әдістері бар:

• үйкеліс,
• соққы,
• байланыс арқылы,
• әсер ету,
• жарық энергиясының әсерінен.

Олардың кейбіреулерін қарастырайық.

Оқушы: Егер жүнге эбонит таяқшасын сүртіңіз, сонда эбонит теріс заряд алады, ал жүн оң заряд алады. Бұл зарядтардың болуы электрскоптың көмегімен анықталады. Ол үшін электроскоптың таяқшасын эбонит таяқшасымен немесе жүн шүберекпен түртіңіз. Бұл жағдайда сыналатын дене зарядының бір бөлігі стерженьге өтеді. Айтпақшы, бұл жағдайда қысқа мерзімді электр тогы пайда болады. Біреуі эбонит таяқшасынан, екіншісі жүн шүберектен зарядталған жіпке ілінген екі қағаз картриджінің өзара әрекеттесуін қарастырайық. Олардың бір-біріне тартылғанын ескеріңіз. Бұл зарядтары қарама-қарсы денелерді тартады дегенді білдіреді. Кез келген зат электр зарядтарын өткізе алмайды. Зарядтарды тасымалдауға болатын заттарды өткізгіштер, ал зарядтарды тасымалдауға болмайтын заттарды өткізгіш еместер – диэлектриктер (изоляторлар) деп атайды. Оны зарядталған денеге және әртүрлі заттарға қосу арқылы электрскоптың көмегімен де анықтауға болады.

Ақ жібек жіп заряд өткізбейді, бірақ боялған жібек жіп заряд өткізбейді. (Cурет A)

Ақ жібек жіп Боялған жібек жіп

Зарядтардың бөлінуі және олардың жанасу нүктелерінде қос электр қабатының пайда болуы, кез келген екі түрлі денелер, оқшаулағыштар немесе өткізгіштер, қатты денелер, сұйықтар немесе газдар. Үйкеліс арқылы электрлендіруді сипаттаған кезде біз әрқашан тәжірибе үшін тек жақсы оқшаулағыштарды қолдандық - янтарь, шыны, жібек, эбонит. Неліктен? Өйткені оқшаулағыштарда заряд пайда болған жерде қалады және дененің бүкіл беті арқылы онымен жанасатын басқа денелерге өте алмайды. Егер үйкеліс денелері оқшауланған тұтқалары бар металдар болса, эксперимент сәтсіз аяқталады, өйткені біз оларды бір уақытта бүкіл бет бойынша бір-бірінен ажырата алмаймыз.

Денелер бетінің еріксіз кедір-бұдырлығына байланысты бөліну сәтінде әрқашан соңғы жанасу нүктелері - «көпірлер» болады, олар арқылы соңғы сәтте барлық артық электрондар шығып кетеді және екі метал да зарядсыз болып шығады.

Мұғалім: Енді контакт арқылы электрлендіруді қарастырайық.

Оқушы: Парафинді шарды дистилденген суға салып, содан кейін судан алсақ, парафин де, су да зарядталады. (Cурет B)

Су мен парафиннің электрленуі ешқандай үйкеліссіз өтті. Неліктен? Үйкеліс арқылы электрлендіру кезінде біз тек жанасу аймағын үлкейтеміз және үйкеліс денелерінің атомдары арасындағы қашықтықты азайтамыз. Су – парафин жағдайында кез келген кедір-бұдыр олардың атомдарының жақындауына кедергі келтірмейді.

Бұл үйкеліс денелерді электрлендірудің міндетті шарты емес дегенді білдіреді. Бұл жағдайларда электрлендірудің пайда болуының тағы бір себебі бар.

Оқушы: Электрофор машинасының жұмысы әсер ету арқылы денені электрлендіруге негізделген. Электрленген дене кез келген электрлік бейтарап өткізгішпен әрекеттесе алады. Бұл денелер біріккен кезде зарядталған дененің электр өрісінің әсерінен екінші денеде зарядтардың қайта бөлінуі жүреді. Зарядталған денеге жақын жерде зарядталған денеге қарама-қарсы зарядтар болады. Зарядталған денеден әрі қарай өткізгіште (гильзада немесе цилиндрде) зарядталған денемен аттас зарядтар бар.

Цилиндрдегі оң және теріс зарядтардың допқа дейінгі қашықтығы әртүрлі болғандықтан, тартылыс күштері басым және цилиндр электрленген денеге қарай ауытқиды. Егер сіз зарядталған доптың дененің алыс жағын қолыңызбен ұстасаңыз, онда дене зарядталған допқа қарай секіреді. Бұл электрондардың қолға секіріп түсуіне байланысты, осылайша итеруші күштерді азайтады. Күріш. D.

Мұғалім: Бұл жағдай қанша уақытқа созылады? (D-сурет)

Оқушы: Бірнеше секундтан кейін зарядтар бөлініп, цилиндр доптан шығады. Олардың сипаты бұдан әрі олардың зарядтарының сомасының мәніне байланысты болады. Егер олардың қосындысы нөлге тең болса, онда олардың әсерлесу күштері нөлге тең болады. Егер Fp< 0, то они оттолкнутся друг от друга, но на меньший угол .

Мұғалім: Жарық энергиясының (фотоэффект) әсерінен денелердің электрленуін қарастырайық.

Оқушы:Электрометрге бекітілген мырыш дискісіне (пластинаға) күшті жарық сәулесін бағыттайық. Жарық энергиясының әсерінен электрондардың белгілі бір саны пластинадан ұшып шығады. Пластинаның өзі оң зарядты болып шығады. Бұл зарядтың шамасын электрометр инесінің иілу бұрышы арқылы бағалауға болады. (E-сурет)

Мұғалім: Атомдар арасындағы қашықтық азайған кезде электрлену құбылысы тиімдірек болатынына сенімдіміз. Неліктен?

Оқушы: Өйткені бұл атом ядросы мен көрші атомның электроны арасындағы Кулондық тартылыс күштерін арттырады.

Өзінің ядросымен әлсіз байланысқан электрон үстінен секіреді.

Мұғалім: Химиялық элементтердің химиялық элементтердің периодтық жүйесінде қалай орналасқанын қарастырайық.

Оқушы: Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 500-ге жуық түрі бар. Олардың ішінде бір, 18 ұяшықта элементтер атомдарының электрондық қабықтарының құрылымына сәйкес орналастырылған және жалпы және бейорганикалық химия бойынша Н.Ф.

Атомдардың қасиеттері мен сипаттамалары элементтердің электртерістігі мен валенттілігін қоса алғанда, периодтық заңға сәйкес келеді.

Периодтарда атомдар мен иондардың радиустары азаяды, өйткені периодтағы әрбір келесі элементтің атомының немесе ионының электронды қабаты ядро ​​зарядының ұлғаюына және электрондардың ядроға тартылуының күшеюіне байланысты алдыңғымен салыстырғанда тығызырақ болады.

Топтардағы радиустар өседі, өйткені әрбір элементтің атомы (ионы) өзінің жоғарғы элементінен жаңа электрондық қабаттың пайда болуымен ерекшеленеді. Атом катионға (оң ион) айналғанда атом радиустары күрт азаяды, ал атом анионға (теріс ион) айналғанда атом радиустары дерлік өзгеріссіз қалады.

Атомнан электронды шығарып, оң ионға айналу үшін жұмсалған энергия иондану деп аталады. Иондану болатын кернеу иондану потенциалы деп аталады.

Иондану потенциалы – элементтің металлдық қасиеттерінің көрсеткіші болып табылатын физикалық сипаттама: ол неғұрлым төмен болса, электронның атомнан ажырауы соғұрлым жеңіл болады және элементтің металлдық (тотықсыздандырғыш) қасиеттері айқынырақ болады.

1-кесте. Екінші период элементтерінің атомдарының иондану потенциалдары (эВ/атом).

Мұғалім: Денелердің электрленуінде шешуші рөл атқаратын электртерістілік деген нәрсе бар. Электрлендіру кезінде элемент алатын зарядтың белгісі оған байланысты. Электрондылық - бұл не?

Оқушы:Электртерістілік – химиялық элементтің атомына басқа элементтердің атомдарынан электрондарды тарту қасиеті, олармен элемент қосылыстарда химиялық байланыс түзеді.

Элементтердің электртерістігін көптеген ғалымдар: Полинг, Аллред және Рохов анықтады. Олар иондану потенциалдарына ұқсас элементтердің электртерістігі периодтарда артып, топтарда азаяды деген қорытындыға келді. Иондалу потенциалының мәні неғұрлым төмен болса, дене біртекті болса, электронды жоғалту және оң ион немесе оң зарядты денеге айналу ықтималдығы соғұрлым жоғары болады.

Кесте 2. Бірінші, екінші және үшінші период элементтерінің салыстырмалы электртерістігі (ЭО).

Мұғалім:Осының барлығынан мынадай қорытынды жасауға болады: егер бір периодтағы екі біртекті элемент өзара әрекеттессе, онда олардың қайсысы оң, қайсысы теріс зарядталатынын алдын ала айта аламыз.

Атомының басқа заттың атомына қарағанда валенттілігі жоғары (топтық нөмірі жоғары) зат теріс зарядталады, ал екінші зат оң зарядталады.

Егер бір топтағы біртекті заттар әрекеттессе, онда период немесе қатар саны аз зат теріс зарядталады, ал екінші әрекеттесетін дене оң зарядталады.

Мұғалім:Бұл сабақта денелердің электрлену механизмін ашуға тырыстық. Неліктен дененің электрлендірілгеннен кейін бір немесе басқа белгінің зарядын алатынын білдік, яғни. негізгі сұраққа жауап берді - неге? (мысалы, «Динамика» механика бөлімі сұраққа жауап береді: неге?)

Енді біз денелерді электрлендірудің оң және теріс мәндерін тізімдейміз.

Оқушы:Статикалық электр тогы теріс әсер етуі мүмкін:

Шашты тараққа тарту;

Шаштарды зарядталған шлейф сияқты бір-бірінен итеру;

Киімге әртүрлі ұсақ заттарды жабыстыру;

Тоқыма фабрикаларында жіптер орауыштарға жабысады, бұл жиі үзілістерге әкеледі.

Жинақталған зарядтар әртүрлі салдарға әкелуі мүмкін электр разрядтарын тудыруы мүмкін:

найзағай (өртке әкеледі);

Жанармай цистернасындағы разряд жарылысқа әкеледі;

Жанғыш қоспамен толтыру кезінде кез келген разряд жарылысқа әкелуі мүмкін.

Статикалық электр қуатын жою үшін барлық құрылғылар мен жабдықтар, тіпті жанармай таситын көлік жерге тұйықталған. Арнайы антистатикалық зат қолданылады.

Оқушы:Статикалық электр энергиясы пайдалы болуы мүмкін:

Ұсақ бөлшектерді бүріккіш пистолетпен бояу кезінде бояу мен корпус қарама-қарсы зарядтармен зарядталады, бұл бояуды үлкен үнемдеуге әкеледі;

Дәрілік мақсаттарда статикалық душ қолданылады;

Электростатикалық сүзгілер ауаны шаңнан, күйеден, қышқылдан және сілтілі булардан тазарту үшін қолданылады;

Арнайы электрометрлерде балықты шегу үшін (балық оң зарядталады, ал электродтар теріс зарядталады, электр өрісінде темекі шегу ондаған есе жылдамырақ болады).

Сабақты қорытындылау.

Мұғалім:Сабағымыздың мақсатын еске түсіріп, қысқаша қорытынды жасайық.

• Сабақта не жаңалық болды?
• Не қызық болды?
• Сабақта не маңызды болды?

Оқушылардың қорытындылары:

1. Денелердің басқа денелерді тарту қабілетіне ие болатын құбылыстары электрлену деп аталады.
2. Электрлендіру жанасу, әсер ету немесе жарықпен сәулелену арқылы болуы мүмкін.
3. Заттар электртеріс немесе электропозитивті болуы мүмкін.
4. Заттардың сәйкестігін біле отырып, өзара әрекеттесетін денелердің қандай заряд алатынын болжауға болады.
5. Үйкеліс тек жанасу аймағын арттырады.
6. Заттар электр тогын өткізгіш және өткізбейтін заттар.
7. Оқшаулағыштар зарядтарды пайда болған жерде жинақтайды (байланыс нүктелерінде).
8. Өткізгіштерде зарядтар бүкіл көлемге біркелкі таралады.

Сабаққа қатысушыларды талқылау және бағалау.

Әдебиет.

1. Г.С.Ландсберг. Бастауыш физика оқулығы. Т.2. – М., 1973 ж.
2. N.F. Stas. Жалпы және бейорганикалық химия бойынша анықтамалық.
3. Кириллова И.Г. Физика оқулық. М., 1986 ж.

денелерді электрлендіру

2. Денелерді электрлендіру.

Бұл құбылыстар ерте заманда ашылған. Ежелгі грек ғалымдары янтарь (жерде жүздеген мың жыл бұрын өскен қылқан жапырақты ағаштардың тасталған шайыры) жүнмен ысқылағанда әртүрлі денелерді тарта бастайтынын байқады. Грек тілінде кәріптас электрон дегенді білдіреді, сондықтан «электр» атауы.

Үйкелістен кейін басқа денелерді өзіне тартатын дене электрленген немесе электр заряды берілген деп аталады.

Әртүрлі заттардан жасалған денелер электрленуі мүмкін. Жүнге резеңкеден, күкірттен, эбониттен, пластмассадан немесе нейлоннан жасалған таяқтарды үйкелеу арқылы электрлендіру оңай.

Денелердің электрленуі денелердің жанасуы және кейіннен бөлінуі кезінде жүреді. Олар тек жанасу аймағын ұлғайту үшін денелерін бір-біріне ысқылайды.

Электрлендіруге әрқашан екі дене қатысады: жоғарыда қарастырылған тәжірибелерде шыны таяқша қағаз парағына, кәріптастың бір бөлігі жүнге немесе жүнге, ал плексигласс таяқша жібекке тиді. Бұл жағдайда екі дене де электрленеді. Мысалы, шыны таяқша мен резеңке бөлігі жанасқанда шыны да, резеңке де электрленеді. Резеңке, шыны сияқты, жеңіл денелерді тарта бастайды.

Электр заряды бір денеден екінші денеге ауыса алады. Ол үшін электрленген денесі бар басқа денеге тию керек, содан кейін электр зарядының бір бөлігі оған ауысады. Екінші дененің де электрлендірілгеніне көз жеткізу үшін оған кішкене қағаз бөліктерін әкеліп, олардың тартылғанын көру керек.

3. Зарядтардың екі түрі. Зарядталған денелердің өзара әрекеттесуі.

Барлық электрленген денелер қағаз бөліктері сияқты басқа денелерді тартады. Денелердің тартылуы бойынша жібекке үйкелген шыны таяқшаның электр зарядын оларға үйкелген эбонит таяқшасында алынған зарядтан ажырату мүмкін емес. Өйткені, электрлендірілген таяқтардың екеуі де қағаз бөліктерін тартады.

Бұл әртүрлі заттардан жасалған денелерде алынатын зарядтардың бір-бірінен айырмашылығы жоқ дегенді білдіре ме?

Эксперименттерге жүгінейік. Жіпке ілінген эбонит таяқшасын электрлендірейік. Осыған ұқсас тағы бір таяқшаны жақындатайық, сол жүнге үйкеліс арқылы электрленеді. Таяқтар итеріп кетеді Таяқтар бірдей болғандықтан және бір денеге үйкеліс әсерінен электрлендірілгендіктен, олардың зарядтары бірдей деп айтуға болады. Бұл зарядтары бірдей денелердің бір-бірін тебетінін білдіреді.

Енді электрленген эбонит таяқшасына жібекке жағылған шыны таяқшаны әкелейік. Шыны мен эбонит таяқшаларының өзара тартылғанын көреміз (No2 сурет). Демек, жібекпен сүртілген шыныдан алынатын шихта жүнмен ысқыланған эбонитке қарағанда өзгеше болады. Бұл электр зарядының басқа түрі бар дегенді білдіреді.

Біз әртүрлі заттардан жасалған электрленген денелерді: резеңке, плексиглас, пластик, нейлондарды аспалы электрленген эбонит таяқшасына жақындатамыз. Кейбір жағдайларда эбонит таяқшасын оған әкелінген денелер итеретінін, ал басқаларында тартылатынын көреміз. Егер эбонит таяқшасы итерілсе, бұл оған әкелінген дененің заряды бар екенін білдіреді. Ал эбонит таяқшасы тартылатын денелердің заряды жібекке ысқыланған шыныдан алынатын зарядқа ұқсас. Сондықтан электр зарядтарының тек екі түрі бар деп болжауға болады.

Жібекке (және бірдей заряд алынатын барлық денелерге) ысқыланған шыныдан алынған заряд оң деп аталды, ал жүнге үйкелген янтарьдан (сонымен қатар эбонит, күкірт, каучук) алынған заряд теріс деп аталды, яғни алымдарға «+» және «-» белгілері қойылды.

Сонымен, эксперименттер электр зарядтарының екі түрі бар екенін көрсетті - оң және теріс зарядтар және электрленген денелер бір-бірімен әртүрлі әрекеттеседі.

Таңбалары бірдей электр зарядтары бар денелер бір-бірін тебеді, ал зарядтары қарама-қарсы таңбалы денелер өзара тартылады.

4. Электроскоп. Электр тогын өткізгіштер және өткізбейтіндер.

Егер денелер электрленсе, онда олар бір-бірін тартады немесе бір-бірін итереді. Тарту немесе итеру арқылы денеде электр зарядының бар-жоғын анықтауға болады. Сондықтан дененің электрленуін анықтау үшін қолданылатын құрылғы зарядталған денелердің өзара әрекеттесуіне негізделген. Бұл құрылғы электроскоп деп аталады (грек тілінен аударғанда elektron және skopeo – бақылау, анықтау).

Электроскопта металл шыбықты пластикалық тығыннан өткізеді (No3 сурет), металл жақтауға кіргізеді, оның ұшына екі парақ жұқа қағаз бекітіледі. Рамка екі жағынан әйнекпен жабылған.

Электроскоптың заряды неғұрлым көп болса, соғұрлым жапырақтардың итеру күші және олардың алшақтау бұрышы үлкен болады. Бұл электроскоп жапырақтарының дивергенция бұрышын өзгерту арқылы оның зарядының жоғарылағанын немесе азайғанын анықтауға болатынын білдіреді.

Егер сіз зарядталған денені (мысалы, электрскопты) қолыңызбен ұстасаңыз, ол зарядсызданады. Электр зарядтары біздің денемізге өтеді және ол арқылы олар жерге түсе алады. Зарядталған дене, егер ол темір немесе мыс сым сияқты металл затпен жерге қосылған болса да разрядталуы мүмкін. Бірақ зарядталған дене шыны немесе эбонит таяқшасымен жерге қосылса, онда олардың бойындағы электр зарядтары жерге түспейді. Бұл жағдайда зарядталған дене зарядсызданбайды.

Электр зарядтарын өткізу қабілетіне қарай заттар шартты түрде электр тогын өткізгіш және өткізбейтін болып екіге бөлінеді.

Барлық металдар, топырақ, тұздар мен қышқылдардың судағы ерітінділері электр тогын жақсы өткізеді.

Электр тогын өткізбейтіндерге немесе диэлектриктерге фарфор, эбонит, шыны, кәріптас, каучук, жібек, нейлон, пластмасса, керосин, ауа (газдар) жатады.

Диэлектриктерден жасалған денелерді изоляторлар деп атайды (грек тілінен аударғанда isolaro – оқшаулау).

5. Электр зарядының бөлінгіштігі. Электрон.

Электроскоптың таяқшасына бекітілген металл шарды зарядтайық (No 4а сурет). Осы шарды диэлектриктен жасалған В тұтқасынан ұстап тұрған А металл өткізгішімен екінші электроскопта орналасқан дәл осындай, бірақ зарядсыз басқа шармен байланыстырайық. Зарядтың жартысы бірінші шардан екіншісіне ауысады (сурет No 4б). Бұл бастапқы заряд екі тең бөлікке разрядталғанын білдіреді.

Енді шарларды бөліп, екінші допты қолымызбен түртейік. Бұл оның заряды мен разрядын жоғалтуына әкеледі. Оны қайтадан алғашқы зарядтың жартысы қалған бірінші шарға қосамыз. Қалған заряд қайтадан екі тең бөлікке бөлінеді, ал бастапқы зарядтың төрттен бір бөлігі бірінші шарда қалады.

Дәл осылай зарядтың сегізден бірін, он алтыдан бірін және т.б.

Осылайша, тәжірибе көрсеткендей, электр заряды әртүрлі мәндерге ие болуы мүмкін. Электр заряды – физикалық шама.

Электр зарядының бірлігі ретінде бір кулон алынады (1 С деп белгіленеді). Бірлік француз физигі К.Кулонның атымен аталған.

4-суретте көрсетілген тәжірибе электр зарядының бөліктерге бөлінетінін көрсетеді.

Зарядтың бөліну шегі бар ма?

Бұл сұраққа жауап беру үшін жоғарыда сипатталғанға қарағанда күрделірек және дәл тәжірибелер жасау қажет болды, өйткені көп ұзамай электрскоп шарында қалған заряд соншалықты аз болады, оны электроскоп арқылы анықтау мүмкін емес.

Шихтаны өте кішкентай бөліктерге бөлу үшін оны шарларға емес, металлдың ұсақ түйірлеріне немесе сұйықтық тамшыларына беру керек. Осындай кішкентай денелерде алынған зарядты өлшеу арқылы зарядтың сипатталған тәжірибеден миллиардтаған миллиард есе аз бөліктерін алуға болатыны анықталды. Бірақ барлық тәжірибелерде зарядты белгілі бір мәннен тыс бөлу мүмкін болмады.

Бұл электр зарядының бөліну шегі бар немесе дәлірек айтқанда, ең аз зарядқа ие және енді бөлінбейтін зарядталған бөлшектер бар деп болжауға мүмкіндік берді.

Электр зарядының бөліну шегі бар екенін дәлелдеу және бұл шектің не екенін анықтау үшін ғалымдар арнайы тәжірибелер жүргізді. Мысалы, кеңес ғалымы А.Ф.Иоффе микроскопта ғана көрінетін мырыш шаңының ұсақ түйірлері электрлендірілген тәжірибе жүргізді. Шаң бөлшектерінің заряды бірнеше рет өзгерді және әр жолы олар зарядтың қаншалықты өзгергенін өлшеп отырды. Тәжірибе көрсеткендей, шаң бөлшектерінің зарядының барлық өзгерістері белгілі бір ең аз зарядтан бірнеше есе көп (яғни 2, 3, 4, 5 және т.б.) көп, яғни шаң бөлшектерінің заряды өзгергенімен, өте кішкентай, бірақ тұтас бөліктерде. Шаң түйіршіктерінің заряды заттың бір бөлшегімен бірге кететіндіктен, Иоффе табиғатта ең кіші зарядқа ие, енді бөлінбейтін заттың бір бөлігі бар деген қорытындыға келді.

Бұл бөлшек электрон деп аталды.

Электрон зарядының мәнін алғаш рет американдық ғалым Р.Милликан анықтады. Өзінің тәжірибелерінде А.Ф.Иоффенің тәжірибесіне ұқсас майдың ұсақ тамшыларын пайдаланды.

Электрон заряды теріс, ол 1,610 С (0,000 000 000 000 000 000 16 С) тең. Электр заряды – электронның негізгі қасиеттерінің бірі. Бұл зарядты электроннан «алып тастау» мүмкін емес.

Электронның массасы 9,110 кг, бұл барлық молекулалардың ішіндегі ең кішісі сутегі молекуласының массасынан 3700 есе аз. Шыбынның қанатының массасы электронның массасынан шамамен 510 есе үлкен.

6. Атом құрылысының ядролық моделі

Атом құрылымын зерттеу іс жүзінде 1897-1898 жылдары, электрондар ағыны ретіндегі катодтық сәулелердің табиғаты түпкілікті анықталып, электронның заряды мен массасы анықталғаннан кейін басталды. Электрондардың алуан түрлі заттармен бөлінуі электрондар барлық атомдардың бөлігі деген қорытындыға әкелді. Бірақ атом тұтастай алғанда электрлік бейтарап, сондықтан оның құрамында оң зарядталған басқа компонент болуы керек және оның заряды электрондардың теріс зарядтарының қосындысын теңестіруі керек.

Атомның бұл оң зарядталған бөлігін 1911 жылы Эрнест Резерфорд (1871-1937) ашқан. Резерфорд атом құрылысының келесі диаграммасын ұсынды. Атомның ортасында оң зарядты ядро ​​бар, оның айналасында электрондар әртүрлі орбиталарда айналады. Олардың айналуы кезінде пайда болатын орталықтан тепкіш күш ядро ​​мен электрондар арасындағы тартылыспен теңестіріледі, нәтижесінде олар ядродан белгілі бір қашықтықта қалады. Электрондардың жалпы теріс заряды сан жағынан ядроның оң зарядына тең, сондықтан атом тұтастай электрлік бейтарап болады. Электрондардың массасы шамалы болғандықтан, атомның барлық дерлік массасы оның ядросында шоғырланған. Керісінше, ядролардың өлшемі атомдардың өздерімен салыстырғанда өте кішкентай: атомның диаметрі 10 см, ал ядроның диаметрі 10 - 10 см. Осыдан кейінірек көретініміздей, ядро ​​мен электрондардың үлесі салыстырмалы түрде аз, атом жүйесі алып жатқан жалпы кеңістіктің елеусіз бөлігін ғана құрайтыны анық (No 5 сурет). )

7. Атом ядроларының құрамы

Осылайша, Резерфордтың ашқан жаңалықтары атомның ядролық теориясының негізін қалады. Резерфорд заманынан бері физиктер атом ядросының құрылымы туралы көптеген мәліметтерді білді.

Ең жеңіл атом сутегі атомы (Н). Атомның барлық дерлік массасы ядрода шоғырланғандықтан, сутегі атомының ядросы оң электр тогының элементар бөлшегі болып табылады, оны гректің «protos» деген сөзінен протон деп атаған дұрыс. бірінші». Сонымен, протонның массасы дерлік сутегі атомының массасына тең (дәл 1,00728 көміртегі бірлігі) және электр заряды +1-ге тең (егер теріс электр бірлігі ретінде -1,602 * 10 С электрон зарядын алсақ). ). Басқа, ауыр элементтердің атомдарында үлкен заряд және, анық, үлкен массасы бар ядролар болады.

Атом ядроларының зарядын өлшеу көрсетілген шартты бірліктерде атом ядросының заряды элементтің атомдық немесе атомдық санына сандық түрде тең екенін көрсетті. Дегенмен, бұған жол беру мүмкін емес еді, өйткені соңғылары бірдей зарядталғандықтан, бір-бірін еріксіз итермелейді және, тиісінше, мұндай ядролар тұрақсыз болып шығады. Сонымен қатар, атом ядроларының массасы сәйкес элементтер атомдарының ядроларының зарядын анықтайтын протондардың жалпы массасынан екі есе немесе одан да көп болып шықты.

Содан кейін атомдардың ядроларында элементтің атомдық санынан асатын протондар бар және осылайша құрылған ядроның артық оң заряды ядроға кіретін электрондармен өтеледі деп болжалды. Бұл электрондар ядрода өзара тебетін протондарды ұстауы керек. Бірақ бұл болжамды жоққа шығаруға тура келді, өйткені ықшам ядрода ауыр (протондар) және жеңіл (электрондар) бөлшектердің қатар өмір сүруіне жол беру мүмкін емес еді.

1932 жылы Дж.Чадвик электр заряды жоқ элементар бөлшекті ашты, сондықтан оны нейтрон деп атады (латынның neuter сөзінен шыққан, ол «біреуі де, екіншісі де емес» дегенді білдіреді). Нейтронның массасы протонның массасынан сәл артық (дәл 1,008665 көміртек бірлігі). Осы жаңалықтан кейін Д.Д.Иваненко, Е.Н.Гапон және В.Гейзенберг бір-біріне тәуелсіз атом ядроларының құрамы туралы теорияны ұсынып, ол жалпы қабылданған.

Бұл теория бойынша барлық элементтердің (сутегінен басқа) атом ядролары протондар мен нейтрондардан тұрады. Ядродағы протондар саны оның оң зарядының мәнін, ал протондар мен нейтрондардың жалпы саны оның массасының мәнін анықтайды. Ядролық бөлшектер – протондар мен нейтрондар – жиынтықта нуклондар деп аталады (латын тілінен аударғанда «ядро» дегенді білдіреді nucleus). Сонымен, ядродағы протондар саны элементтің атомдық нөміріне сәйкес келеді, ал нуклондардың жалпы саны атомның массасы негізінен ядрода шоғырланғандықтан, оның массалық санына сәйкес келеді, яғни. оның атомдық массасы А бүтін санға дейін дөңгелектенеді. Сонда ядродағы нейтрондардың санын N массалық саны мен атом санының айырмасы арқылы табуға болады:

Осылайша, протон-нейтрон теориясы атом ядроларының құрамы және оның атом санымен және атомдық массамен байланысы туралы идеяларда бұрын туындаған қайшылықтарды шешуге мүмкіндік берді.

8. Изотоптар

Протон-нейтрон теориясы атом теориясының қалыптасуы кезінде туындаған тағы бір қайшылықты шешуге мүмкіндік берді. Егер элементтер атомдарының ядролары нуклондардың белгілі санынан тұрады деп қабылдасақ, онда барлық элементтердің атомдық массалары бүтін сандармен өрнектелуі керек. Көптеген элементтер үшін бұл дұрыс, ал бүтін сандардан аздаған ауытқуларды жеткіліксіз өлшем дәлдігімен түсіндіруге болады. Дегенмен, кейбір элементтер үшін атомдық массалардың мәндері бүтін сандардан қатты ауытқып кеткені сонша, мұны енді өлшеу дәлсіздігімен және басқа кездейсоқ себептермен түсіндіру мүмкін емес. Мысалы, хлордың атомдық массасы (CL) 35,45. Табиғатта бар хлор атомдарының шамамен төрттен үш бөлігінің массасы 35, ал төрттен бір бөлігінің массасы 37 болатыны анықталды. Сонымен, табиғатта бар элементтер массасы әртүрлі, бірақ, анық, бірдей атомдар қоспасынан тұрады. химиялық қасиеттері, яғни оларда әртүрлі, сонымен қатар бүтін массалары бар бір элемент атомдарының сорттары бар. Ф.Астон мұндай қоспаларды құрамдас бөліктерге бөле алды, олар изотоптар деп аталды («бірдей» және «орын» дегенді білдіретін гректің «isos» және «topos» сөздерінен (бұл жерде бір элементтің әртүрлі изотоптары алып жатыр дегенді білдіреді). периодтық жүйеде бірдей орын)). Протон-нейтрон теориясы тұрғысынан изотоптар - атом ядроларында нейтрондардың саны әртүрлі, бірақ протондар саны бірдей болатын элементтердің сорттары. Элементтің химиялық табиғаты атом ядросындағы протондар санымен анықталады, бұл атомның қабықшасындағы электрондар санына тең. Нейтрондар санының өзгеруі (протондардың тұрақты санымен) атомның химиялық қасиеттеріне әсер етпейді.

Осының барлығы белгілі бір ядролық зарядпен сипатталатын атомдар түрі ретінде химиялық элемент ұғымын тұжырымдауға мүмкіндік береді. Әртүрлі элементтердің изотоптарының ішінде ядродағы нуклондардың жалпы саны бірдей протондар саны әртүрлі, яғни атомдарының массасы бірдей болатындары табылды. Мұндай изотоптар изобарлар деп аталды («салмақ» дегенді білдіретін «барос» грек сөзінен). Изобарлардың әртүрлі химиялық табиғаты элементтің табиғаты оның атомының массасымен анықталмайтынын сенімді түрде растайды.

Әртүрлі изотоптар үшін элементтердің атаулары мен таңбалары элементтің атынан кейін келетін массалық нөмірді көрсете отырып пайдаланылады немесе таңбаның жоғарғы сол жағында төменгі белгі ретінде көрсетіледі, мысалы: хлор - 35 немесе Cl.

Әртүрлі изотоптар бір-бірінен тұрақтылығымен ерекшеленеді. 26 элементте бір ғана тұрақты изотоп бар - мұндай элементтер моноизотоптық деп аталады (олар негізінен тақ атомдық сандармен сипатталады), ал олардың атомдық массалары шамамен бүтін сандарға тең. 55 элементтің бірнеше тұрақты изотоптары бар – олар полиизотоптық деп аталады (изотоптардың көп саны негізінен жұп сандары бар элементтерге тән). Қалған элементтер үшін тек тұрақсыз, радиоактивті изотоптар белгілі. Бұл № 84 (полоний) элементінен басталатын ауыр элементтер және салыстырмалы түрде жеңіл - № 43 (технеций) және № 61 (прометий). Бірақ кейбір элементтердің радиоактивті изотоптары салыстырмалы түрде тұрақты (жартылай ыдырау мерзімі ұзақ), сондықтан бұл элементтер, мысалы, торий, уран табиғатта кездеседі. Көп жағдайда радиоактивті изотоптар жасанды жолмен алынады, оның ішінде тұрақты элементтердің көптеген радиоактивті изотоптары бар.

9. Атомдардың электрондық қабықшалары. Бор теориясы.

Резерфорд теориясы бойынша әрбір электрон ядроның айналасында айналады, ал ядроның тартылу күші электронның айналуы кезінде пайда болатын орталықтан тепкіш күшпен теңестіріледі. Электронның айналуы оның жылдам тербелістеріне толығымен ұқсас және электромагниттік толқындардың шығарылуын тудыруы керек. Демек, айналатын электрон электронның орбиталық жиілігіне байланысты белгілі бір толқын ұзындығының сәулесін шығарады деп болжауға болады. Бірақ жарық шығара отырып, электрон энергиясының бір бөлігін жоғалтады, соның салдарынан онымен ядро ​​арасындағы тепе-теңдік бұзылады. Тепе-теңдікті қалпына келтіру үшін электрон бірте-бірте ядроға жақындауы керек, электронның айналу жиілігі мен одан шығатын жарықтың табиғаты да бірте-бірте өзгереді. Сайып келгенде, барлық энергия таусылғаннан кейін, электрон ядроға «түсіп кетуі» керек және жарық сәулеленуі тоқтайды. Егер шын мәнінде электронның қозғалысында осындай үздіксіз өзгеріс болса, оның ядроға «құлауы» атомның жойылуын және оның өмір сүруінің тоқтатылуын білдіреді.

Осылайша, Резерфорд ұсынған атомның көрнекі және қарапайым ядролық моделі классикалық электродинамикаға анық қайшы келді. Ядроның айналасында айналатын электрондар жүйесі тұрақты бола алмайды, өйткені мұндай айналу кезінде электрон үздіксіз энергия шығаруы керек, бұл өз кезегінде оның ядроға түсуіне және атомның жойылуына әкелуі керек. Сонымен қатар, атомдар тұрақты жүйелер болып табылады.

Бұл елеулі қайшылықтарды 1913 жылы арнайы постулаттарға сүйене отырып, оларды бір жағынан классикалық механика заңдарымен және , екінші жағынан, неміс физигі Макс Планктың (1858 - 1947) энергия сәулеленуінің кванттық теориясымен.

Кванттық теорияның мәні энергияның бұрын қабылданғандай үздіксіз емес, жеке шағын, бірақ нақты анықталған бөліктерде – энергия кванттарында шығарылуы мен жұтылуына келіп тіреледі. Сәулеленетін дененің энергия қоры күрт өзгереді, кванттық; Дене кванттардың бөлшек санын шығара да, жұта да алмайды.

Энергия квантының шамасы сәулелену жиілігіне байланысты: сәулелену жиілігі неғұрлым жоғары болса, кванттық шама соғұрлым үлкен болады. Энергия квантын E арқылы белгілей отырып, Планк теңдеуін жазамыз:

мұндағы h – тұрақты шама, Планк тұрақтысы деп аталатын, 6,626*10 Дж*с тең және Деброжил толқынының жиілігі.

Сәулелену энергиясының кванттары фотондар деп те аталады. Ядроның айналасында электрондардың айналуына кванттық түсініктерді қолдана отырып, Бор өзінің теориясын өте батыл болжамдарға немесе постулаттарға негіздеді. Бұл постулаттар классикалық электродинамика заңдарына қайшы келсе де, олар әкелетін таңғажайып нәтижелерде және теориялық нәтижелер мен көптеген эксперименттік фактілер арасында табылған толық келісімде өз негіздемесін табады. Бор постулаттары келесідей:

Электрон кез келген орбитада емес, кванттық теориядан туындайтын белгілі бір шарттарды қанағаттандыратын жерде ғана қозғала алады. Бұл орбиталар тұрақты, стационарлық немесе кванттық орбиталар деп аталады. Электрон өзі үшін мүмкін болатын тұрақты орбиталардың бірі бойынша қозғалғанда, ол электромагниттік энергияны шығармайды. Электронның алыс орбитадан жақынға ауысуы энергияның жоғалуымен бірге жүреді. Әрбір ауысу кезінде атомның жоғалтқан энергиясы бір кванттық сәулелену энергиясына айналады. Бұл жағдайда шығарылатын жарықтың жиілігі электрондардың ауысуы болатын екі орбитаның радиустарымен анықталады. Атомның энергия қорын электрон ядродан алысырақ орбитада тұрған кездегі Эн-мен, ал жақынырақ орбитада Ек арқылы белгілеп, атом жоғалтқан Эн - Ек энергиясын Планк тұрақтысына бөлу арқылы біз қажетті шаманы аламыз. жиілігі:

= (En - Ek) / сағ

Электрон орналасқан орбитадан оның қозғалатынына дейінгі қашықтық неғұрлым үлкен болса, сәулелену жиілігі соғұрлым көп болады. Ең қарапайым атом - сутегі атомы, оның ядросының айналасында бір ғана электрон бар. Жоғарыда келтірілген постулаттар негізінде Бор осы электрон үшін мүмкін болатын орбиталардың радиустарын есептеп, олардың натурал сандардың квадраттары ретінде байланысты екенін анықтады: 1: 2: 3: ...: n. n шамасы бас кванттық сан деп аталады.

Бор теориясы кейіннен басқа элементтердің атомдық құрылымына кеңейтілді, дегенмен бұл оның жаңалығына байланысты кейбір қиындықтармен байланысты болды. Бұл әртүрлі элементтер атомдарындағы электрондардың орналасуы туралы өте маңызды мәселені шешуге және элементтер қасиеттерінің олардың атомдарының электрондық қабықтарының құрылымына тәуелділігін анықтауға мүмкіндік берді. Қазіргі уақытта барлық химиялық элементтер атомдарының құрылымының схемалары жасалды. Дегенмен, бұл схемалардың барлығы элементтердің көптеген физикалық және химиялық қасиеттерін түсіндіруге мүмкіндік беретін азды-көпті сенімді гипотеза ғана екенін есте ұстаған жөн.

Бұрын айтылғандай, атом ядросының айналасында айналатын электрондар саны периодтық жүйедегі элементтің атомдық нөміріне сәйкес келеді. Электрондар қабаттарда орналасады, яғни. Әрбір қабатта оны толтыратын немесе қанықтыратын электрондардың белгілі бір саны болады. Бір қабаттың электрондары бірдей дерлік энергия қорымен сипатталады, яғни. шамамен бірдей энергетикалық деңгейде. Атомның бүкіл қабығы бірнеше энергетикалық деңгейлерге ыдырайды. Әрбір келесі қабаттың электрондары алдыңғы қабаттың электрондарына қарағанда жоғары энергетикалық деңгейде болады. Берілген энергетикалық деңгейде болуы мүмкін N электрондардың ең көп саны қабат санының екі есе квадратына тең:

мұндағы n – қабат нөмірі. Осылайша, 1-2, 2-8, 3-18 және т.б. Сонымен қатар, палладийден басқа барлық элементтер үшін сыртқы қабаттағы электрондар саны сегізден, ал соңғы қабатта он сегізден аспайтыны анықталды.

Сыртқы қабаттың электрондары ядродан ең алшақ, сондықтан ядромен ең аз тығыз байланысқандықтан, атомнан ажырап, басқа атомдарға қосылып, соңғысының сыртқы қабатының бөлігі бола алады. Бір немесе бірнеше электрондарын жоғалтқан атомдар оң зарядты болады, себебі атом ядросының заряды қалған электрондардың зарядтарының қосындысынан асып түседі. Керісінше, электрон алған атомдар теріс зарядталады. Осылай түзілген, сәйкес атомдардан сапалық айырмашылығы бар зарядталған бөлшектер иондар деп аталады. Көптеген иондар, өз кезегінде, электрондарды жоғалтуы немесе алуы мүмкін, не электрлік бейтарап атомдарға немесе басқа зарядтағы жаңа иондарға айналады.

10.Ядролық күштер.

Атом ядролары протондар мен нейтрондардан тұрады деген гипотеза көптеген тәжірибелік фактілермен расталды. Бұл ядро ​​құрылымының тонна-нейтрондық моделінің дұрыстығын көрсетті.

Бірақ сұрақ туындады: оң зарядталған протондар арасындағы электростатикалық тебілу күштерінің әсерінен ядролар неліктен жеке нуклондарға ыдырамайды?

Есептеулер нуклондарды гравитациялық немесе магниттік сипаттағы тартымды күштерге байланысты ұстап тұру мүмкін емес екенін көрсетеді, өйткені бұл күштер электростатикалық күштерден айтарлықтай аз.

Атом ядроларының тұрақтылығы туралы сұраққа жауап іздей отырып, ғалымдар ядролардағы барлық нуклондар арасында протондар арасындағы электростатикалық тебілу күштерінен айтарлықтай асып түсетін кейбір ерекше тартымды күштер әрекет етеді деп болжады. Бұл күштер ядролық деп аталды.

Ядролық күштердің болуы туралы гипотеза дұрыс болып шықты. Сондай-ақ, ядролық күштер қысқа қашықтықта болатыны анықталды: 10-15 м қашықтықта олар электростатикалық әсерлесу күштерінен шамамен 100 есе көп, бірақ 10-14 м қашықтықта олар шамалы болып шығады. Басқаша айтқанда, ядролық күштер ядролардың өздерінің өлшемдерімен салыстырылатын қашықтықта әрекет етеді.

11. Уран ядроларының бөлінуі.

Нейтрондармен бомбаланған кезде уран ядроларының бөлінуін 1939 жылы неміс ғалымдары Отто Ганн мен Фриц Штрасман ашты.

Бұл құбылыстың механизмін қарастырайық. (7, а-сурет) шартты түрде уран атомының ядросы (23592U) көрсетілген. Артық нейтронды сіңіріп, ядро ​​ұзартылған пішінге ие болып, қозып, деформацияланады (сурет 7, б).

Ядрода күштердің екі түрі әрекет ететінін біз қазірдің өзінде білеміз: ядроны бөлшектеуге бейім протондар арасындағы электростатикалық итеруші күштер және барлық нуклондар арасындағы ядролық тартылыс күштері, соның арқасында ядро ​​ыдырамайды. Бірақ ядролық күштер қысқа қашықтықта болады, сондықтан ұзартылған ядрода олар енді ядроның бір-бірінен өте алыс бөліктерін ұстай алмайды. Электростатикалық итеруші күштердің әсерінен ядро ​​екі бөлікке ыдырайды (7-сурет, в), олар әртүрлі бағытта орасан зор жылдамдықпен ұшып, 2-3 нейтрон шығарады.

Ядроның ішкі энергиясының бір бөлігі ұшатын фрагменттер мен бөлшектердің кинетикалық энергиясына айналады екен. Фрагменттер қоршаған ортада тез тежеледі, соның нәтижесінде олардың кинетикалық энергиясы қоршаған ортаның ішкі энергиясына (яғни, оны құрайтын бөлшектердің жылулық қозғалысының өзара әрекеттесу энергиясына) айналады.

Көптеген уран ядроларының бір мезгілде бөлінуімен уранды қоршап тұрған ортаның ішкі энергиясы және сәйкесінше оның температурасы айтарлықтай артады (яғни, қоршаған орта қызады).

Осылайша, уран ядроларының бөліну реакциясы энергияның қоршаған ортаға бөлінуімен жүреді.

Атом ядроларының энергиясы орасан зор. Мысалы, 1 грамм уранда бар барлық ядролардың толық ыдырауы кезінде 2,5 тонна мұнай жанған кезде бөлінетін энергияның бірдей мөлшері шығарылады.

12. Атом электр станциялары.

атом электр станциясы (АЭС) – атом (ядролық) энергиясы электр энергиясына айналатын электр станциясы. Атом электр станциясындағы энергия генераторы - ядролық реактор. Кейбір ауыр элементтердің ядроларының ыдырауының тізбекті реакциясы нәтижесінде реакторда бөлінетін жылу, сол кезде кәдімгі жылу электр станцияларындағы (ЖЭС) органикалық энергиямен жұмыс істейтін жылу электр станцияларынан айырмашылығы, электр энергиясына айналады отын, атом электр станциялары ядролық отынмен жұмыс істейді ( 233U, 235U, 239Pu негізінде) 1 г уран немесе плутоний изотоптары бөлінгенде 22500 кВт*сағ бөлінеді, бұл 2800 кг стандартты отынның құрамындағы энергияға тең. КСРО-да 1954 жылы 27 маусымда Обнинск қаласында қуаттылығы 5 МВт болатын әлемдегі алғашқы тәжірибелік атом электр станциясы іске қосылды. Бұған дейін атом ядросының энергиясы әскери мақсатта пайдаланылды. Бірінші атом электр станциясының іске қосылуы энергетиканың жаңа бағытының ашылуын белгіледі, ол атом энергиясын бейбіт мақсатта пайдалану жөніндегі 1-ші халықаралық ғылыми-техникалық конференцияда (1955 ж. тамыз, Женева) мойындалды.

Сумен салқындатылатын ядролық реакторы бар атом электр станциясының схемалық сұлбасы (No 6. сурет). Реактордың өзегінде бөлінетін жылуды 1-ші контурдың салқындатқыш суы (салқындату сұйықтығы) сіңіреді, ол реактор арқылы циркуляциялық сорғы арқылы айдалады, реактордан қыздырылған су жылу алмастырғышқа (бу генераторына) 3 түседі, ол сол жерде өтеді реакторда алынған жылу 2-ші контурдың суына. 2-ші контурдың суы бу генераторында буланып, алынған бу 4-турбинаға түседі.

Көбінесе атом электр станцияларында жылу нейтронды реакторлардың 4 түрі қолданылады: 1) модератор және салқындатқыш ретінде қарапайым суы бар су-су реакторлары; 2) су салқындатқышы және графит модераторы бар графит-су; 3) суды салқындату сұйықтығы бар ауыр су және модератор ретінде ауыр су 4) газды салқындатқыш және графит модераторы бар графит-газ.

Салқындатқыштың түріне және физикалық күйіне байланысты атом электр станциясының сол немесе басқа термодинамикалық циклі жасалады. Термодинамикалық циклдің жоғарғы температура шегін таңдау құрамында ядролық отын бар отын элементтерінің (отын элементтері) қаптамаларының рұқсат етілген шекті температурасымен, ядролық отынның өзінің рұқсат етілген температурасымен, сондай-ақ қабылданған салқындатқыштың қасиеттерімен анықталады. реактордың берілген түрі үшін. Атом электр станциясында. Сумен салқындатылатын термиялық реактор әдетте төмен температуралы бу циклдарын пайдаланады. Газбен салқындатылған реакторлар бастапқы қысым мен температураның жоғарылауымен салыстырмалы түрде үнемді су буының циклдерін пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл екі жағдайда атом электр станциясының жылу тізбегі 2 контурлы: салқындатқыш 1-ші контурда, ал бу-су контуры 2-ші контурда айналады. Қайнаған суы немесе жоғары температуралы газ салқындатқышы бар реакторлармен бір тізбекті жылу атом электр станциясы мүмкін. Қайнаған су реакторларында өзекте су қайнайды, нәтижесінде пайда болған бу-су қоспасы бөлінеді, ал қаныққан бу тікелей турбинаға жіберіледі немесе қызып кету үшін алдымен ядроға қайтарылады.

Жоғары температуралы графит-газ реакторларында кәдімгі газ турбиналық циклін қолдануға болады. Бұл жағдайда реактор жану камерасының рөлін атқарады.

Реактор жұмысы кезінде ядролық отындағы бөлінетін изотоптардың концентрациясы бірте-бірте азайып, отын жанып кетеді. Сондықтан уақыт өте келе олар жаңасымен ауыстырылады. Ядролық отын қашықтан басқарылатын механизмдер мен құрылғылардың көмегімен қайта жүктеледі. Қолданылған отын салқындату бассейніне жіберіледі, содан кейін қайта өңдеуге жіберіледі.

Реакторға және оған қызмет көрсету жүйелеріне мыналар жатады: биологиялық қорғанысы бар реактордың өзі, жылу алмастырғыштар, сорғылар немесе салқындатқышты айналдыратын газ үрлеу қондырғылары; құбырлар мен контурлық циркуляциялық арматура; ядролық отынды қайта тиеуге арналған құрылғылар; арнайы жүйелер желдету, авариялық салқындату және т.б.

Конструкцияға байланысты реакторлардың ерекше белгілері бар: қысымды ыдыстардың реакторларында отын және модератор салқындатқыштың толық қысымын көтеретін корпустың ішінде орналасқан; арналы реакторларда салқындатқышпен салқындатылған отын арнайы цистерналарға орнатылады. модераторды тесіп өтетін құбыр арналары жұқа қабырғалы корпуспен қоршалған. Атом электр станциясының персоналын радиациялық әсерден қорғау үшін реактор биологиялық экранмен қоршалған, оның негізгі материалдары бетон, су және серпентин құм болып табылады. Реактор тізбегі жабдығы толығымен тығыздалған болуы керек. Салқындату сұйықтығының ықтимал ағып кету орындарын бақылау жүйесі қарастырылған, контурдағы ағып кетулер мен үзілістер атом электр станциясының үй-жайлары мен оның айналасындағы аумақтардың радиоактивті шығарындыларына және ластануына әкелмейтінін қамтамасыз ету үшін шаралар қабылданады; Реактор тізбегі жабдығы әдетте АЭС үй-жайларының қалған бөлігінен биологиялық қорғау арқылы бөлінген және реактордың жұмысы кезінде радиоактивті ауа мен аз мөлшердегі салқындату сұйықтығының буының тізбегінен ағып кетудің болуына байланысты ұсталмаған жабық қораптарға орнатылады , АЭС-тің қараусыз бөлмелерінен арнайы шығарылады. ауаны ластау мүмкіндігін болдырмау үшін тазарту сүзгілері мен газ бактары қарастырылған желдету жүйесі. АЭС персоналының радиациялық қауіпсіздік ережелерін сақтауын дозиметриялық бақылау қызметі бақылайды.

Реактордың салқындату жүйесіндегі апаттар кезінде жанармай штангасының қабықшаларының тығыздағыштарының қызып кетуін және істен шығуын болдырмау үшін ядролық реакцияны жылдам (бірнеше секунд ішінде) басу қамтамасыз етіледі; Апаттық салқындату жүйесінде автономды қуат көздері бар.

Биологиялық қорғаудың, арнайы жүйелердің болуы. желдету және апаттық салқындату және дозиметриялық бақылау қызметтері АЭС жұмыс істейтін персоналын радиоактивті сәулеленудің зиянды әсерінен толық қорғауға мүмкіндік береді.

Атом электр станциясының турбиналық бөлмесінің жабдықтары ЖЭС турбиналық бөлмесінің жабдықтарына ұқсас. Атом электр станцияларының көпшілігінің айрықша ерекшелігі қаныққан немесе аздап қызған салыстырмалы төмен параметрлерді буды пайдалану болып табылады.

Бұл жағдайда турбинаның соңғы сатыларының қалақтарының бу құрамындағы ылғал бөлшектерімен эрозия зақымдануын болдырмау үшін турбинаға бөлгіш құрылғылар орнатылады. Кейде қашықтағы сепараторлар мен аралық бу қыздырғыштарын пайдалану қажет. Салқындату сұйықтығы мен оның құрамындағы қоспалар реактордың өзегі арқылы өткен кезде белсендірілетіндіктен, турбиналық бөлме жабдығының және бір тізбекті атом электр станцияларының турбиналық конденсатордың салқындату жүйесінің жобалық шешімі салқындатқыш сұйықтықтың ағып кету мүмкіндігін толығымен жоюы керек. . Будың параметрлері жоғары екі тізбекті атом электр станцияларында турбиналық бөлменің жабдықтарына мұндай талаптар қойылмайды.

Бұл АЭС реакторының жылу қуатының бір бөлігі жылумен қамтамасыз етуге жұмсалады. Атом электр станциялары электр энергиясын өндірумен қатар теңіз суын тұщыту үшін де қолданылады. Электр станцияларының ең заманауи түрі болып табылатын атом электр станцияларының басқа электр станцияларына қарағанда бірқатар маңызды артықшылықтары бар: қалыпты жұмыс жағдайында олар қоршаған ортаны мүлдем ластамайды, шикізат көзіне қосылуды қажет етпейді. материалдар және, тиісінше, кез келген жерде дерлік орналасуы мүмкін, жаңа энергоблоктар орташа су электр станциясының қуатына тең дерлік қуатқа ие, дегенмен атом электр станцияларындағы орнатылған қуатты пайдалану коэффициенті (80%) су электр станциялары үшін бұл көрсеткіштен айтарлықтай асып түседі. электр станциялары немесе жылу электр станциялары. Атом электр станцияларының үнемділігі мен тиімділігін 1 кг ураннан шамамен 3000 тонна көмір жағу кезіндегідей жылу алуға болатындығы дәлелдейді.

АЭС қалыпты жұмыс жағдайында іс жүзінде айтарлықтай кемшіліктерге ие емес. Дегенмен, ықтимал форс-мажорлық жағдайларда: жер сілкіністері, дауылдар және т.б. кезінде атом электр станцияларының қауіптілігін байқамай қалуға болмайды. Мұнда энергоблоктардың ескі үлгілері реактордың бақылаусыз қызып кетуіне байланысты аумақтардың радиациялық ластану қаупін тудырады.

13. Қорытынды

Атомның электрлену құбылысы мен құрылысын жан-жақты зерттей келе, атомның ядродан және оның айналасындағы теріс зарядты электрондардан тұратынын білдім. Ядро оң зарядталған протондар мен зарядсыз нейтрондардан тұрады. Дене электрленген кезде электрленген денеде электрондардың артық немесе жетіспеуі пайда болады. Бұл дененің зарядын анықтайды. Электр зарядтарының тек екі түрі бар - оң және теріс зарядтар. Атқарған жұмысымның нәтижесінде мен электростатика құбылыстарымен терең танысып, бұл құбылыстардың қалай және неліктен болатынын түсіндім. Мысалы, найзағай. Электростатика құбылысы атом құрылысымен тығыз байланысты. Уран, радий сияқты заттардың атомдары т.б. радиоактивтілікке ие атом энергиясы бүкіл адамзаттың өмірі үшін үлкен маңызға ие. Мысалы, бір грамм уранның құрамындағы энергия 2,5 тонна мұнай жанғанда бөлінетін энергияға тең. Қазіргі уақытта атомдардың радиоактивті энергиясы өмірдің көптеген салаларында өзінің қолданылуын тапты. Жыл сайын көбірек атом электр станциялары (АЭС) салынуда, мұзжарғыш кемелер мен атом реакторы бар суасты қайықтарының өндірісі дамып келеді. Атом энергиясы медицинада әртүрлі ауруларды емдеуге, сонымен қатар халық шаруашылығының көптеген салаларында қолданылады. Энергияны дұрыс пайдаланбау тірі ағзалардың денсаулығына қауіп төндіруі мүмкін. Атомдардың энергиясы, егер олар оны дұрыс пайдалануды үйренсе, адамдарға пайдалы болуы мүмкін.

Электрлендіру денеМакроскопиялық дене, әдетте электрлік... тапсырма. 1 нұсқасы. Сағат электрлендіру телолардың арасындағы тығыз байланыс маңызды... зарядтауға әкелуі керек дене. Басқа жол электрлендіру тел- әсері...

Өзара әрекеттесу мәдениеті – бұл мәдениеттердің өзара әрекеттесуі.

Тақырыпты интерактивті түрде көрсетуДенелерді электрлендіру. Электр заряды

Сіз осы қарапайым трюкпен көңіл көтердіңіз бе: егер сіз құрғақ шашыңызға үрленген шарды сүртсеңіз, содан кейін оны төбеге жағып алсаңыз, ол «жабысып» қалғандай болады?

Жоқ? Байқап көріңіз! Күлкілі шаштың барлық жаққа шығып кетуі. Дәл осындай әсер кейде ұзын шашты тараған кезде де болады. Олар тараққа жабысып, жабысады. Жүннен немесе синтетикалық заттармен жүргенде, сіз бір нәрсеге немесе біреуге қол тигізіп, өткір шаншуды сезетін жағдайларды бәрі біледі. Мұндай жағдайларда олар электр тогының соғуын береді дейді. Мұның бәрі денелерді электрлендірудің мысалдары.Бірақ электр тогының шаш пен киімде емес, розеткалар мен батареяларда өмір сүретінін бәріміз жақсы білсек, электрлендіру қайдан келеді? Мультфильм көру

Денелердің электрлену құбылысы: электрлендіру әдістері

Жанасу кезінде денелердің электрленуі (эбониттің немесе шыны таяқтың үлбірге немесе жібекке үйкелісі). Қаламды жүнге немесе жүнге сүртіңіз, содан кейін оны қағаздың, сабанның немесе шаштың ұсақ кесілген бөліктеріне әкеліңіз. Сіз бұл бөліктердің тұтқаға тартылғанын көресіз. Егер сіз оған электрленген тұтқаны әкелсеңіз, жұқа су ағынымен бірдей нәрсе болады.

Электр зарядтарының екі түрі

Бірінші ұқсас әсерлер кәріптаспен де табылған, сондықтан олар гректің «электрон» - кәріптас сөзінен электрлік деп аталды.Кәріптас.Уақыты: 5:32 Денелердің жанасудан кейін басқа заттарды тарту қабілеті, ал үйкелу тек жанасу аймағын ұлғайту тәсілі болып табылады, электрлендіру немесе денеге электр зарядын беру деп аталды. Бұл эксперименталды түрде анықталдыЭлектр зарядтарының екі түрі бар. Шыны мен эбонит таяқшаларын сүртсеңіз, олар бір-бірін тартады. Және екібірдей - итеріңіз . Және бұл олардың бір-бірін ұнатпайтындығынан емес, олардың әртүрлі электр зарядтары болғандықтан болады. Шыны таяқшаның электр зарядын оң, ал эбонит таяқшасын теріс деп атау келісілді. Олар тиісінше «+» және «-» белгілерімен белгіленеді. Бұл білдіреді

олардың бір-біріне қарама-қарсы болуы. Қазіргі уақытта оңай электрленетін объектілер - пластмассалар, синтетикалық талшықтар, мұнай өнімдері кеңінен қолданылады. Мұндай заттар үйкеліс кезінде электр заряды пайда болады, бұл кейде кем дегенде жағымсыз, ал ең көп зиянды болуы мүмкін. Өнеркәсіпте олармен арнайы құралдармен күреседі. Күнделікті өмірде де солайэлектрлендіруден құтылудың оңай жолы

- бұл электрленген бетті ылғалдандыру. Егер су қолыңызда болмаса, металға немесе жерге тию көмектеседі. Бұл органдар электрлендіруді алып тастайды. Және бұл жағымсыз әсерлерді мүлдем сезінбеу үшін антистатикалық агенттерді қолдану ұсынылады.

Билет 7. Денелерді электрлендіру. Электрлену құбылысын бейнелейтін тәжірибелер. Электр зарядтарының екі түрі. Зарядтардың өзара әрекеттесуі. Электр өрісі. Электрлік құбылыстарды түсіндіру. Электр тогын өткізгіштер және өткізбейтіндер.

Электрленген дене өзіне кішкентай заттарды тарту қабілетіне ие болады. Мысалы, егер сіз шыны таяқшаны қағаз парағына сүртсеңіз, содан кейін оны майдалап туралған қағаз бөліктеріне әкелсеңіз, олар тартыла бастайды. Бұл қасиетке ие дене деп аталадыэлектрлендірілген немесе оған не хабарланды.

Электрлендіру- Бұл дененің заряд алу құбылысы.

Зарядтар оң және теріс болуы мүмкін. Зарядтар итермелейді, ал зарядтар тартады.

Оң және теріс зарядтар ұғымын 1747 жылы Франклин енгізді. Эбонит таяқшасы жүн мен жүннен электрленгенде теріс зарядталады. Жібекке үйкелген шыны таяқшада пайда болатын зарядты Франклин оң деп атады.

Заряд – физикалық шама, зарядталған денелердің бір-бірімен әрекеттесу қасиеттерінің өлшемі..
q - заряд
[q]=Кл

Электрлендіру түрлері:

1) үйкеліс арқылы электрлену: бір-біріне ұқсамайтын денелер қатысады. Денелер шамасы бірдей, бірақ таңбалары әртүрлі зарядтар алады.

2) жанасу арқылы электрлену: зарядталған және зарядсыз дене жанасқан кезде зарядтың бір бөлігі зарядсыз денеге өтеді, яғни екі дене де бірдей таңбалы заряд алады.

3) әсер ету арқылы электрлендіру: әсер ету арқылы электрлендіру кезінде денеге оң зарядты пайдаланып теріс заряд алуға болады және керісінше.

Заряд мөлшерін өлшейтін құрылғы электрометр болып табылады. Зарядтың бар-жоғын анықтауға арналған құрылғы электрскоп болып табылады.

Ағылшын физиктері Майкл Фарадей мен Джеймс Максвелл электр зарядтарының өзара әрекеттесуін зерттеді. Егер сіз зарядталған электрскопты ауа сорғысының қоңырауының астына қойсаңыз, электроскоптың жапырақтары бәрібір бір-бірін итереді. (Қоңырау астынан ауа сыртқа шығарылды.) Нәтижесінде әрбір зарядталған дененің электр өрісімен қоршалғаны анықталды.

Электр өрісі- Бұл материяның субстанциядан ерекше түрі. Электр өрісі - зарядталған денелердің айналасында болатын және басқа зарядталған денелермен әрекеттесу арқылы өзін ашатын материяның ерекше түрі.

Біздің сезім мүшелеріміз электр өрісін қабылдамайды. Өрісті ондағы кез келген зарядқа әсер етуіне байланысты анықтауға болады. Бұл электрленген денелердің өзара әрекеттесуін дәл түсіндіреді.

Электр өрісі оған енгізілген электр зарядына әсер ететін күш деп аталады электрлік күш. Зарядтардың біреуін қоршап тұрған электр өрісі бірінші заряд өрісінде орналасқан басқа зарядқа белгілі бір күшпен әсер етеді. Керісінше, екінші зарядтың электр өрісі бірінші зарядқа әсер етеді.

Өткізгіштер- Бұл электр зарядтарын өткізуге қабілетті денелер. Оларға барлық металдар, сұйықтықтар (тұздар мен сілтілердің ерітінділері) жатады.

Диэлектриктер- Бұл электр зарядтарын өткізбейтін заттар. Оларға: тазартылған су, пластмасса, резеңке, ағаш, шыны, қағаз, бетон, тастар және т.б.

1) Денелер электрленгенде электр зарядының сақталу заңы орындалады. Тұйық жүйедегі кез келген әрекеттесу үшін электр зарядтарының алгебралық қосындысы тұрақты болып қалады, яғни q1 + q2 + q3 + ... + qп = const электр зарядтары кірмейтін немесе одан шықпайтын жүйе деп саналады; сыртында. Егер бейтарап дене басқа денеден электрон алса, онда ол теріс заряд алады. Осылайша, денеде қалыптымен салыстырғанда электрондар саны артық болса, теріс зарядталған болады. Ал егер бейтарап дене электрондарын жоғалтса, онда ол оң заряд алады. Демек, денеде электрондар жеткіліксіз болса, онда оң заряд болады.

2) үйкеліс арқылы электрленуді түсіндіру: үйкеліс кезінде электрондар бір денеден екінші денеге ауысады. Электрондар көп болған жерде дене теріс зарядталады, аз жерде - оң зарядталады.

3) Атомдарда электрондар ядродан әртүрлі қашықтықта орналасады, жақындағыларға қарағанда, алыстағы электрондар ядроға аз тартылады; Алыстағы электрондарды металл ядроларының ұстап тұруы әсіресе әлсіз. Сондықтан металдарда ядродан ең алыс электрондар өз орындарын тастап, атомдар арасында еркін қозғалады. Бұл электрондар бос электрондар деп аталады. Бос электрондары бар заттар өткізгіш болып табылады.

4) Жеңде бос электрондар бар. Жеңді электр өрісіне кіргізгеннен кейін, электрондар өріс күштерінің әсерінен қозғала бастайды. Егер стержень оң зарядталған болса, онда электрондар таяқшаға жақын орналасқан жеңнің соңына түседі. Бұл ұшы теріс зарядталады. Жеңнің қарама-қарсы жағында электрондар жетіспейді және бұл ұшы оң зарядталады. Картридж қорапшасының теріс зарядталған шеті таяқшаға жақынырақ, сондықтан патрон қорабы оған тартылады. Жең стерженьге тигенде, одан электрондардың бір бөлігі оң зарядталған стерженьге ауысады. Жеңде оң заряд қалады).

5) Егер заряд зарядталған шардан зарядсызға ауысса және шарлардың өлшемдері бірдей болса, онда заряд екіге бөлінеді. Бірақ егер екінші зарядталмаған шар біріншіден үлкен болса, зарядтың жартысынан көбі оған ауысады. Заряд берілген дене неғұрлым үлкен болса, соғұрлым зарядтың көп бөлігі оған ауысады. Жерге қосу осыған негізделген - зарядты жерге тасымалдау. Жер шары ондағы денелермен салыстырғанда үлкен. Сондықтан зарядталған дене жермен жанасқанда, ол зарядының барлығын дерлік тастап, іс жүзінде электрлік бейтарапқа айналады.

Қалыпты жағдайда микроскопиялық денелер электрлік бейтарап болады, өйткені атомдарды құрайтын оң және теріс зарядты бөлшектер бір-бірімен электрлік күштер арқылы байланысып, бейтарап жүйелерді құрайды. Егер дененің электрлік бейтараптығы бұзылса, онда мұндай дене деп аталады электрленген дене. Денені электрлендіру үшін онда бірдей таңбалы электрондардың немесе иондардың артық немесе жетіспеушілігі пайда болуы керек.

Денелерді электрлендіру әдістерізарядталған денелердің өзара әрекеттесуін білдіретін , келесідей болуы мүмкін:

1. Денелердің жанасу кезінде электрленуі. Бұл жағдайда тығыз байланыс кезінде электрондардың аз бөлігі электронмен байланысы салыстырмалы түрде әлсіз бір заттан екінші затқа ауысады.
2. Үйкеліс кезінде денелердің электрленуі. Сонымен қатар, денелер арасындағы байланыс аймағы артады, бұл электрленудің жоғарылауына әкеледі.
3. Әсер ету. Әсер ету негізі болып табылады электростатикалық индукция құбылысы, яғни тұрақты электр өрісіне орналастырылған заттың электр зарядының индукциясы.
4. Жарық әсерінен денелердің электрленуі. Мұның негізі фотоэффект, немесе фотоэффектжарықтың әсерінен электрондар өткізгіштен қоршаған кеңістікке ұшып кетуі мүмкін, нәтижесінде өткізгіш зарядталады.

Теріс заряддене протондармен салыстырғанда денедегі электрондардың артық болуынан туындайды және оң зарядэлектрондардың жетіспеушілігінен туындайды.

Дене электрленгенде, яғни теріс заряд онымен байланысты оң зарядтан жартылай бөлінгенде, электр зарядының сақталу заңы. Зарядтың сақталу заңы зарядталған бөлшектер сырттан кірмейтін және сырттан шықпайтын тұйық жүйе үшін жарамды. Электр зарядының сақталу заңы былай тұжырымдалады:

Жабық жүйеде барлық бөлшектердің зарядтарының алгебралық қосындысы өзгеріссіз қалады:

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = const

Мұндағы q 1, q 2 және т.б. – бөлшектер зарядтары.

Электр зарядталған денелердің өзара әрекеттесуі

Денелердің өзара әрекеттесуі, таңбалары бірдей немесе әртүрлі зарядтарға ие болатынын келесі тәжірибелерде көрсетуге болады. Эбонит таяқшасын жүнге үйкеліс арқылы электрлендіреміз және оны жібек жіпке ілінген металл жеңге тигіземіз. Жеңге және эбонит таяқшасына бірдей таңбалы зарядтар (теріс зарядтар) бөлінеді. Теріс зарядталған эбонит таяқшасын зарядталған жеңге жақындату арқылы жеңнің таяқшадан итерілетінін көруге болады (1.2-сурет).

Күріш. 1.2. Таңбалары бірдей зарядтары бар денелердің әрекеттесуі.

Егер сіз қазір зарядталған жеңге жібекке үйкелген (оң зарядталған) шыны таяқшаны әкелсеңіз, жең оған тартылады (1.3-сурет).

Күріш. 1.3. Таңбалары әртүрлі зарядтары бар денелердің әрекеттесуі.

Бұдан шығатыны, зарядтары бір таңбалы денелер (ықтимал зарядталған денелер) бір-бірін тебеді, ал зарядтары әртүрлі таңбалы денелер (қарсы зарядталған денелер) бір-бірін тартады. Бірдей зарядталған (1.4-сурет) және қарама-қарсы зарядталған (1.5-сурет) екі шлейфті үлкейтетін болсақ, ұқсас кірістер алынады.