Тема урока. Электризация тел. Два рода зарядов
Цель урока. Познакомить учащихся с явлением электризации тел. Доказать существование двух типов зарядов и объяснить их взаимодействие.
Задачи урока.
• Образовательная. Формирование знаний, касающихся условий электризации тел.
• Развивающая. Развитие навыков в определении заряда наэлектризованных тел.
• Воспитывающая.
Демонстрации. Электризация эбонита и оргстекла трением, обнаружение заряда на этих телах по притяжению кусочков бумаги, струйки воды, линейки и листочков султана; электризация обоих соприкасающихся тел; наличие двух родов электрического заряда; взаимодействие листочков двух бумажных султанов, заряженных сначала разноименно, а затем одноименно.
Ход урока
1. Оргмомент.
Итоги контрольной работы, замечания, краткая характеристика наиболее часто встречающихся ошибок.
2. Основной материал.
Наука об электрических явлениях зародилась еще до нашей эры, начавшись с наблюдения за электрическими свойствами янтаря. В отличие от механики - науки о движении, давлении, равновесии, наука об электричестве до VI века так и оставалась в зачаточном "янтарном" состоянии. Почему в янтарном?
Греческий философ Фалес Милетский, живший в 624 – 547гг. до н. э., открыл, что янтарь, потертый о мех, приобретает свойство притягивать мелкие предметы – пушинки, соломинки и т. п. Это свойство в течение ряда столетий приписывалось только янтарю, от названия которого и произошло слово «электричество».
Возьмем пластмассовую расческу или авторучку и проведем ею несколько раз по сухим волосам или шерстяному свитеру. Как ни удивительно, но после такого простого действия пластмасса приобретет новое свойство: начнет притягивать мелкие кусочки бумаги, другие легкие предметы и даже тонкие струйки воды.
До Нашей эры не было пластмассовых расчесок и авторучек. Однако и в те времена подобные явления были хорошо известны. Для опытов по электризации трением 
брали окаменевшую смолу деревьев – янтарь – и натирали его шерстью. После этого и янтарь, и шерсть начинали притягивать к себе сухие травинки и пылинки. По-гречески янтарь – это "электрон". Отсюда и произошло современное слово "электричество" и название наэлектризованные тела.
Опыты показывают, что два тела – наэлектризованное и ненаэлектризованное – всегда притягиваются. Примеры: пластмассовая авторучка и тонкая струйка воды, янтарь и сухие травинки. Опыты также показывают, что два тела, наэлектризованные трением друг о друга, тоже всегда притягиваются. Например, наэлектризовавшись трением о наше тело (при ходьбе, движениях рук и ног) шелковая рубашка или юбка притягивается, "липнет" к телу.
Демонстрация опытов: Электризация эбонита и оргстекла трением, обнаружение заряда на этих телах по притяжению кусочков бумаги, струйки воды, линейки и листочков султана.
По мере проведения опытов учитель задает вопросы:
- Как можно определить, заряжены ли тела? Как показать, что при соприкосновении электризуются оба тела? Приведите примеры электризации тел, которые вы наблюдали в домашних условиях. При каких обстоятельствах это происходило?
После обсуждения демонстраций делаются выводы:
а) явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией;
б) в электризации всегда участвуют два тела. При этом электризуются оба.
Для обнаружения наэлектризованных тел служат специальные приборы – электроскопы. Внешний вид прибора вы видите на рисунке. Цилиндрический корпус (1) закрыт стеклом (2). Внутрь прибора вставлен металлический стержень (3) с легкоподвижными лепестками (4). От металлического корпуса прибора стержень отделен пластмассовой втулкой (5). Если выступающей части стержня коснуться каким-нибудь наэлектризованным телом, то лепестки отклонятся друг от друга.
Наэлектризуем эбонитовую палочку шерстяной варежкой, а стеклянную палочку – шелковым платком. Подвесив палочки на нитях, увидим, что эбонит и шерсть, стекло и шелк притягивают друг друга, а стекло и шерсть, эбонит и шелк отталкиваются друг от друга:
Отталкивающиеся заряженные тела в физике условились называть одноименно заряженными. А притягивающиеся заряженные тела условились называть разноименно заряженными.
До XVIII века ученые не делали различий между "стеклянным", "шерстяным", "шелковым" и другими видами электричества. Однако в 1733 году французский ученый Ш. Дюфэ выяснил, что существует электричество двух родов, в высокой степени отличных один от другого. "Один род я называю стеклянным электричеством, другой - смоляным... Тело, наэлектризованное стеклянным электричеством, отталкивает все тела со стеклянным электричеством, и, обратно, оно притягивает тела со смоляным электричеством".
Как видите, Ш. Дюфэ обнаружил, что "стеклянным" электричеством можно наэлектризовать не только стекло, а любое тело (см. подчеркнутую фразу). Взгляните на рисунок справа. Верхней эбонитовой палочке мы передали некоторое количество "стеклянного" электричества, и она начала отталкивать стеклянную палочку. Нижняя же эбонитовая палочка наэлектризована как обычно: трением о шерсть или мех.
Полвека спустя термины "стеклянное" и "смоляное" электричество были заменены на другие: "положительный" и "отрицательный" заряд. Эти названия сохранились до сегодняшнего дня:
+q – положительный заряд (так заряжается стекло, потертое о шелк; шерсть, потертая об эбонит).
–q – отрицательный заряд (заряд шелка при трении о стекло; заряд эбонита при трении о шерсть).
3. Это интересно. (Историческая справка)
Рождение учения об электричестве связано с именем Уильяма Гильберта (1540 – 1603, Англия). Он был одним из первых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования. Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества и что притягивают они не только пылинки, но и металлы, дерево, листья, камешки и даже воду и масло. Он установил, что свойство притягивать легкие предметы после натирания, кроме янтаря, приобретают также и алмаз, сапфир, аметист, горный хрусталь, сера, смола и некоторые другие тела. Гильберт их назвал "электрическими", то есть "подобными янтарю". Все прочие тела, в первую очередь металлы, которые не обнаруживали таких свойств, он назвал "неэлектрическими". Так в науку вошел термин "электричество", и было положено начало систематическому изучению электрических явлений.
Следующим этапом в развитии учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1Он сконструировал первую электрическую машину, представлявшую собой большой шар из серы, вращавшийся на железной оси. При натирании шара ладонью он сильно электризовался и мог электризовать другие тела. Используя свою машину, Герике впервые наблюдал отталкивание наэлектризованных тел и слышал треск электрических искр. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что кроме притяжения, существует и электрическое отталкивание.
С начала XVIII века электрическими экспериментами увлекаются члены Лондонского Королевского научного общества. Они наблюдают электрическое притяжение не только в воздухе, но и в вакууме. Усовершенствование электрических машин, в которых серный шар был заменен стеклянным, а ладони – специальными подушками, привело к возникновению в обществе огромного интереса к электричеству. С середины XVIII века электрические опыты проводились в светских салонах и королевских дворцах, на заседаниях ученых обществ и в частных домах.
