Slide 1

Elektroskop.
Jednotka elektrického náboje
(Učebnice strana 104 – 108)

Pomůcka, kterou můžeme zjišťovat nejen přítomnost elektrického
náboje, ale i porovnávat velikost nábojů, se nazývá elektroskop.
Jednoduchý elektroskop si
můžeme sestavit ze svíčky,
hřebíčku a proužku alobalu.
Proužku alobalu se dotkneme záporně nabitou tyčí.
Záporně zelektrovaná tyč má přebytek elektronů, které
se vzájemně odpuzují. Při dotyku tyče se staniolem
část elektronů přejde na staniol. Tím se obě poloviny
staniolu nabijí záporně a vzájemně se odpuzují.
Proužku alobalu se dotkneme rukou.
Proužky alobalu poklesnou. V záporně nabitém proužku alobalu byl
přebytek elektronů, které při dotyku rukou přejdou do našeho těla (nebo
do země). Tím se alobal stane opět elektricky neutrální. Proužek alobalu
jsme vodivě spojili se zemí. Říkáme, že jsme proužek alobalu uzemnili.


Slide 2

Vosk, ze kterého je svíčka, je elektrický izolant.
Svíčka tedy brání tomu, aby se elektrický
náboj z nabitého proužku alobalu odváděl
pryč, např. do země.
Spojíme-li těleso vodivě se zemí, stane se těleso
elektricky neutrální. Říkáme, že jsme těleso uzemnili.

Pro pokusy ve škole budeme
používat elektroskop
s otočnou ručkou.
prstenec z izolantu

kovová deska
nehybná
kovová tyč

kovová otáčivá
ručka
kovová skříňka
stojan z izolantu


Slide 3

+ +

Elektroskopu se dotkneme kladně nabitou tyčí.
Volné elektrony z kovové desky jsou
přitahovány ke kladně nabité tyči a část jich
přejde na tyč. V desce, nehybné tyčce i ručce
elektroskopu, které jsou vodivě propojeny,
vznikne přebytek kladného náboje. Jsou
kladně nabité. Otáčivá ručka je odpuzována
od souhlasně nabité tyčky,
proto se vychýlí.
Elektroskopu se dotkneme
záporně nabitou tyčí.

Část volných elektronů z tyče na kovovou desku
elektroskopu. V desce, nehybné tyčce i ručce
elektroskopu, které jsou vodivě propojeny,
vznikne přebytek záporného náboje. Jsou
záporně nabité. Otáčivá ručka je odpuzována
od souhlasně nabité tyčky, proto se vychýlí.

- -


Slide 4

Elektroskopu se dotkneme kladně
nabitou tyčí opakovaně.
Výchylka ručky elektroskopu
se zvětšuje. To znamená, že
náboj na elektroskopu se
zvětšuje.
Nabitého elektroskopu se
dotkneme opakovaně
záporně nabitou tyčí.
Výchylka ručky elektroskopu
+ +
+
se zmenšuje. To znamená,
že náboj na elektroskopu se
zmenšuje.
Když se po dotyku zkoumaným tělesem výchylka ručky elektroskopu
zvětší, má těleso souhlasný náboj jako elektroskop. Při zmenšení
výchylky ručky nabitého elektroskopu má těleso náboj opačný.

+

Elektroskopem zjišťujeme, zda je těleso elektricky nabité, popř. zda je
jeho náboj kladný nebo záporný. Podle výchylky ručky elektroskopu
usuzujeme na velikost přeneseného náboje.


Slide 5

Desky kladně nabitého elektroskopu se
dotkneme rukou (nebo ji uzemníme).
Část volných elektronů přejde z našeho těla
(nebo ze země) na desku, nehybnou tyčku
a ručku elektroskopu. Elektroskop se
stane elektricky neutrálním.

+
+

Desky záporně nabitého
elektroskopu se dotkneme
rukou (nebo ji uzemníme).
Část volných elektronů přejde
z desky, nehybné tyčky a ručky
elektroskopu do našeho těla
(nebo do země). Elektroskop
se stane elektricky neutrálním.

̶
̶

Spojíme-li nabité těleso vodivě se zemí, stane se těleso elektricky
neutrálním. Říkáme, že jsme těleso uzemnili.


Slide 6

Nabitý elektroskop propojíme vodivě (kovovou
tyčí) postupně s dalšími dvěma elektroskopy.

+ +

+ +

+ +

Náboj z prvního elektroskopu se postupně rozdělí mezi všechny
elektroskopy stejným dílem.
Americkému fyzikovi R. A. Millikonovi se podařilo při pokusech zjistit,
že nejmenším nedělitelným nábojem je záporný náboj elektronu -e či
kladný náboj protonu +e. Náboje obou částic mají stejnou velikost.
Proto atom, který má stejně elektronů jako protonů, je elektricky
neutrální. Nejmenší nedělitelný elektrický náboj se nazývá
elementární elektrický náboj, označuje se e.


Slide 7

Pro pozorování zelektrovaných těles je elementární elektrický náboj e
velmi malá jednotka. Proto byl za jednotku elektrického náboje zvolen
coulomb (nazvaný na počest francouzského fyzika Charlesa Auguste de
Coulomba), označuje se C.
Elektrický náboj je fyzikální veličina, která
vyjadřuje velikost schopnosti působit elektrickou
silou, označuje se Q. Jednotkou elektrického
náboje je coulomb, označuje se C. Nejmenší
elektrický náboj nazýváme elementární
elektrický náboj e.
Měřením bylo zjištěno, že 1 C = 6 · 1018 e,
1 e = 1,602 · 10-19 C.

V praxi se používají i menší jednotky,
milicoulomb (mC) a mikrocoulomb (μC).
1 mC = 0,001 C = 10-3 C
1 μ C = 0,000 001 C = 10-6 C
Všechna tělesa obsahují obrovské množství
kladných a záporných nábojů. Jsou vázány na
elementární částice, z nichž je látka složena.


Slide 8

Kladně nabitá tělesa
obsahují více kladných
nábojů než záporných.
Záporně nabitá tělesa
obsahují více
záporných nábojů než
kladných
Elektrický náboj může přecházet z jednoho
tělesa na druhé (např. při tření tyče, dotyku
nabitých těles, jejich spojení vodičem,
jiskrovým výbojem atd.)


Slide 9

Elektrický náboj lze získat pomocí Van de Graaffova
generátoru. Je to elektrostatický stroj umožňující nabíjet
kovovou kouli na velmi vysoké napětí. Vynalezl jej
americký fyzik R. J. van de Graaff, první model sestrojil
v roce 1929. Do konce 30. let 20. století byly sestrojeny
obří generátory vyrábějící až 5 MV. Stroj má využití při
fyzikálních experimentech, ale i pro urychlování elektronů.
Princip van de Graaffova generátoru je založen na
tom, že pokud se uvnitř vodiče nachází dutina,
zůstává v této dutině intenzita elektrického pole
nulová. Pole uvnitř dutiny zůstává nulové i při
změně celkového náboje vodiče. Náboj
přivedený dovnitř vodiče se okamžitě přemístí
na vnější povrch a pole uvnitř dutiny se nezmění.
Povrch pásu z nevodivého materiálu získá třením
kladný náboj. Pohybující se pás přenáší náboj do
kovové koule, na jejímž povrchu se hromadí.Na
obou od sebe izolovaných koulích vznikají stejně
velké nesouhlasné náboje. Pokud koule k sobě
přiblížíme, vzniká jiskrový výboj.

Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 108.