Главная
Биографии
Делимость электрического заряда классная физика. Презентация

Делимость электрического заряда классная физика. Презентация

Предварительный просмотр:

Басыров Ильсур Минниахметович

учитель физики

МБОУ "Излучинская ОСШУИОП №1"

пгт. Излучинск, Нижневартовский район,

ХМАО-Югра, Тюменская область.

Урок физики в 8 классе на тему:

«Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атомов»

Цель урока:

Образовательная: Убедить учащихся в делимости электрического заряда. Дать представление об электроне, как частице с наименьшим электрическим зарядом. Познакомить учеников со строением атома, планетарной моделью атома по Томсону и Резерфорду.

Развивающая: систематизировать и обобщить знания учащихся о понятии “электрический заряд”, “сила тяжести”;

развивать внимание и любознательность путём выполнения опытов при объяснении нового материала;

формировать умения объяснять окружающие явления, происходящие в природе.

Воспитательная: вырабатывать устойчивое внимание при объяснении нового теоретического материала; развивать правильную речь, используя физические термины; достичь высокой активности и организации класса.

Демонстрации:

  1. Делимость электрического заряда.
  2. Перенос заряда с заряженного электроскопа на незаряженный с помощью пробного шарика.
  3. Планетарная модель атома по Резерфорду(1С: репетитор по физике) .
  4. Таблица «Периодическая система химических элементов Менделеева».
  5. Урок сопровождается презентацией «Электрон. Строение электрического заряда.»

План урока:

  1. Организационный момент;
  2. Повторение изученного материала;
  3. Изучение нового материала;
  4. Закрепление изученного материала;
  5. Домашнее задание.

Ход урока:

  1. Организационный момент.

Здравствуйте ребята! Сегодня у вас урок физики буду вести я. Меня зовут Ильсур Минниахметович, я сегодня к вашим услугам. Думаю что мы с вами сработаемся! Меня не надо боятся и всех остальных тоже. В конце урока все по достоинству получат оценки. А как видно здесь только достойные собрались! Так что… Все давайте начнем работу.

  1. Повторение изученного материала.

Повторим материал, изученный на предыдущем уроке. Проведем краткую самостоятельную работу. Я вам раздам карточки, а вы в тетрадях для тестовых работ выполните следующие задания. У вас 3 минуты.

Вариант 1

  1. Как взаимодействуют между собой тела, имеющие разноименные заряды? Приведите примеры.
  2. Как взаимодействуют между собой две стеклянные палочки, натертые шелком?

Вариант 2

  1. Можно ли при электризации трением зарядить только одно из соприкасающихся тел? Ответ обоснуйте.
  2. Отрицательно заряженное тело притягивает подвешенный на нити шарик, а положительно заряженное тело - отталкивает. Можно ли утверждать, что шарик заряжен? Если да, то каков знак заряда?

III. Изучение нового материала.

План изложения нового материала:

  1. Делимость электрического заряда;
  2. Электрон;
  3. Модели атома, существовавшие до начала XIX в;
  4. Опыты Резерфорда;
  5. Ядерная модель атома Резерфорда.

На доске написать тему: Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атома Презентация(Электрон. Строение электрического заряда.ppt)

  1. Делимость электрического заряда . Демонстрация опыта: Возьмем два электроскоп, один из которых зарядим эбонитовой палочкой потертой о шерсть, соединим проводником оба электроскопа.

Демонстрируя опыт по переносу заряда с заряженного электроскопа на незаряженный, вопрос классу:

Как вы думаете, можно ли электрический заряд делить бесконечно? (Выслушиваются предположения учащихся.)

Возникают вопросы: как долго можно дробить первоначальный заряд? Существует ли предел подобного деления? Школьные электрометры - не очень чувствительные приборы. Довольно скоро их заряд настолько уменьшится, что электрометр перестанет его фиксировать. Чтобы ответить на эти вопросы нужно проводить более сложные и точные опыты. Их провели два физика: российский ученый Абрам Федорович Иоффе и американский ученый Роберт Милликен.

Изучая действие электрического поля на мельчайшие заряженные пылинки цинка, которые можно было наблюдать только в микроскоп, установил очень важную закономерность: заряд пылинок изменялся только в целое число раз (в 2, 3, 4 и т. д.) от какого-то наименьшего его значения. Этот результат можно объяснить только так: к пылинке цинка присоединяется или от нее отделяется только наименьший заряд (или целое число таких зарядов).

Вопрос классу:

Так, могут ли тела или частицы иметь заряд в 1,5 раза больше или меньше наименьшего заряда?

  1. Электрон . Из этого опыта был сделан вывод о существовании в природе частицы, имеющей наименьший заряд, который более не делился. Эту частицу назвали электроном .

Электрон обладает массой и энергией. Масса электрона составляет 9,1 10 -31 кг. Заряд принято обозначать буквой q . За единицу электрического заряда принят один кулон (обозначается 1 Кл). Эта единица названа в честь французского физика Шарля Кулона открывший основной закон взаимодействия электрически заряженных тел.

Значение заряда электрона определил американский ученый Роберт Милликен. Он установил, что электрон имеет отрицательный заряд, равный 1,6* 10 -19 Кл.

Мы знаем, что все тела состоят из молекул, а молекулы из атомов. Значит, внутри атома находится электрон. Он ведь должен где - то находится! А если внутри атома находится электрон, то какой заряд будет иметь атом? Правильно отрицательный. Возможно ли такое??? А мы с вами установили, что имеется два рода заряда – отрицательный и положительный. И при этом одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Так если атом будет иметь отрицательный заряд, то, что будет? Правильно, все атомы будут отталкиваться друг от друга! Такого молекулярного строения не было! А атом должен быть заряжен. Нет. Так что вы думаете, только один электрон там сидит в нутрии атома? Правильно, нет! Каждому действию есть противодействие. Отрицательному заряду есть противодействие положительный заряд. И чему должен быть равен положительный заряд, чтобы итого атом был нейтральным, т. е. не имел заряда? Правильно заряд положительной частицы должен быть равен +1,6*10 -19 Кл. А если так, то нас все устраивает! Правильно? А как интересно устроен атом?

  1. Модели атома, существовавшие до начала XIX в. В начале века в физике бытовали самые разные и часто фантастические представления о строении атома.

Например, ректор Мюнхенского университета Фердинанд Линдеман в 1905 г. утверждал, что «атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы -форму лепешки».

Продолжала жить и теория «вихревого атома» лорда Кельвина, согласно которой атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта опытного курильщика.

Но большинство физиков склонялись к мысли, что прав Дж. Дж. Томсон: атом - равномерно положительно заряженный шар диаметром 10 -8 см, внутри которого плавают отрицательные электроны, размеры которых 10 -11 см. Сам Томсон относился к своей модели без энтузиазма.

Джон Стоней еще в 1891. г. предполагал, что электроны движутся вокруг атома, подобно спутникам планет. Японский физик Хантаро Насаока в 1903 г. говорил, что атом представляет своего рода сложную астрономическую систему, подобно кольцу Сатурна.

Вопрос о строении атома изучали и русские физики: Петр Николаевич Лебедев и известный ученый-народник Николай Морозов.

Ни один из сторонников идеи планетарного атома не мог подтвердить опытом. Такой опыт в 1909 г. поставил Эрнест Резерфорд.

  1. Опыт Резерфорда . Английский физик Эрнест Резерфорд, исследуя
    излучение радиоактивных веществ, особое внимание уделил излучению,
    состоящему из положительно заряженных частиц, называемых
    альфа - частицами. Он установил, что каждая а- частица, попадая на экран из сернистого цинка, вызывает вспышку света. Испытав рассеяние в золотой
    фольге, а - частицы ударялись, затем в экран и регистрировались с помощью
    микроскопа.

Согласно предложенной Томсоном модели атома, а- частицы должны были бы свободно проходить сквозь атомы золота и только отдельные а- частицы могли слегка отклоняться в электрическом поле электрона. Поэтому следовало ожидать, что пучок а- частиц при прохождении через тонкую фольгу слегка расплывется на небольшие углы. Такое рассеивание на малые углы действительно наблюдалось, но совершенно неожиданно оказалось, что примерно одна а- частица из 20 000, падающих на золотую фольгу толщиной всего лишь 4 10 -5 см, возвращается назад в сторону источника.

Резерфорду понадобилось несколько лет, чтобы окончательно понять столь неожиданное рассеяние а- частиц на большие углы. Он пришел к выводу, что положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объеме в центре атома, а не распределен по всему атому, как в модели Томсона.

  1. Ядерная модель атома Резерфорда . Резерфорд предложил ядерную («планетарную») модель атома:

Атомы любого элемента состоят из положительно заряженной части, получившей название ядра;

В состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы - протоны (позднее было установлено, что и нейтральные нейтроны )

Вокруг ядра вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку.

IV Закрепление изученного (презентация):

  • Можно ли электрический заряд делить бесконечно? Имеет ли электрический заряд предел делимости?
  • Как назвали частицу с самым малым зарядом? Что вы знаете о заряде и массе электрона?
  • Какие частицы входят в состав ядра?
  • Как образуются положительные и отрицательные ионы?
  • Рассчитайте количество протонов, нейтронов и электронов в атоме натрия.
  • От атома гелия отделился один электрон. Как называется оставшаяся частица? Каков ее заряд?
  • Рассмотрение таблицы Менделеева. (Таблица Менделеева Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.html)

V Домашнее задание

  1. §29,30 учебника; ответить на вопросы к параграфу.

2. Упражнение 11 № 1,2.

Материал для учителя

Роберт Эндрус Милликен (1868-1953 гг.)

Предложение заняться преподаванием физики в подготовительной школе Огайо застало Милликена врасплох. С одной стороны, дополнительный заработок казался совсем не лишним, а с другой - его знания в области физики были весьма скудными. Тем не менее, предложение было принято, и с 1891 по 1893 гг. Милликен преподавал физику, восполняя пробелы в своих знаниях по учебникам. Абердинский колледж присудил ему за этот курс степень магистра, а конспекты занятий, посланные руководством в Королевский колледж, принесли Милликену стипендию, благодаря чему Роберт смог продолжить образование.

Одно лето он провел в Чикагском университете у Альберта Майкельсо-на, тонкого знатока физического эксперимента. После этого Милликен окончательно решил стать физиком. После защиты диссертации на соискание ученой степени доктора философии по физике Милликен отправился в Европу. После поездки в Америку Роберт стал ассистентом Майкельсона и работал в Чикагском университете. Именно тогда он создал для средних школ и колледжей первые американские учебники физики.

Вскоре Милликена захватила интереснейшая, но необычайно трудная задача по определению заряда электрона, открытого в 1897 г. английским физиком Джозефом Джоном Томсоном (1856-1940), который сумел найти только отношение заряда этой частицы к ее массе.

Построив мощную батарею для создания сильного электрического поля, Милликен разработал метод «заряженной капли». Ему удалось «подвесить» между обмотками конденсатора несколько капель масла и удержать их в течение 45 с до полного испарения.

В 1909 г. Милликен установил, что заряд капли равен одной и той же величине е - заряду электрона. За свои заслуги Милликен был удостоен Нобелевской премии.

Абрам Федорович Иоффе (1880-1960)

Трудно представить какого-либо ученого, который сыграл бы в организации отечественной науки роль более значительную, чем академик Иоффе. Он создал школу, соизмеримую с теми, которые в разные годы были созданы Н. Борном и Э. Резерфордом. Им было воспитано несколько поколений российских физиков XX века, среди которых такие светила, как П. Капица, И. Семенов, И. Курчатов, А. Александров. Вполне обоснованно его называли в официальных публикациях «отцом советской физики».

Абрам Федорович родился 29 октября 1880 года в городе Ромны Полтавской губернии. В 1897 году, закончив Роменское реальное училище, он поступает в Санкт-Петербургский технологический институт. Получив диплом инженера-технолога, юноша решает продолжить образование и в 1901 г. отправляется для приобретения опыта в постановке экспериментов к В. Рентгену в г. Мюнхен. Лаборатория Рентгена поразила его. Эксперименты, которые он там проводит, успешны, а результаты настолько впечатляющи, что Абрам Иоффе задерживается в Мюнхене до 1908 года, хотя первоначально планировал стажироваться в течение одного года. Средства к существованию дает ему работа ассистента на кафедре физики.

По возвращении на родину Абрам Иоффе начинает свой трудовой путь старшим лаборантом в Санкт-Петербургском политехническом институте. В течение девяти лет защищает сначала магистерскую, а затем и докторскую диссертацию. В 1913-1915 гг. молодой исследователь избирается профессором физики, параллельно с преподавательской работой в политехническом, периодически читает лекции в Горном институте по физике. Одновременно он ведет научную работу.

Именно под его руководством создается знаменитый Физико-технологический институт.

Большая часть российских физиков XX века, оставившая след в этой науке, прямо или косвенно, ученики Иоффе или ученики его учеников. Благодаря своей необычайной общительности и открытости Абрам Федорович находился в приятельских отношениях со многими мировыми светилами. Так, например, англичанин Д. Чедвик, впоследствии Нобелевский лауреат, открыв в 1932 году нейтрон, телеграфировал об этом Иоффе.

О своих многочисленных встречах с зарубежными коллегами Абрам Федорович написал прекрасные воспоминания, которые, к сожалению, были опубликованы уже после смерти.

Скончался академик,Иоффе 14 октября 1960 года. Герой Социалистического труда, орденоносец, почетный член Академии наук и физических обществ многих стран мира, Абрам Иоффе, прежде всего, был Учителем с большой буквы.

Эрнест Резерфорд

Эрнест родился 30 августа 1871 г. вблизи г. Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии. Эрнест был четвертым из 12 детей. Мать работала сельской учительницей. Отец организовал деревообрабатывающее предприятие. Под руководством отца мальчик получил хорошую подготовку для работы в мастерской, что впоследствии помогало ему при конструировании и постройке научной аппаратуры. Окончив школу в Хавелоке, где в это время жила семья, он получил стипендию для продолжения образования в колледже Нелсон, куда поступил в 1887 г. В колледже на него оказали большое влияние его учителя: преподаватели физики, химии и математики.

Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных волн.

В 1891 г., будучи студентом 2-го курса, Эрнест выступил в кружке с докладом «Эволюция элементов». Название доклада удивило всех слушателей. Он заявил, что все атомы - сложные вещества и построены из одних и тех же составных частей. Большинство участников кружка посчитало доклад лишенным здравого смысла. Но через 12 лет молодой ученый уже имел первые неопровержимые экспериментальные доказательства.

В 1903 г. его избирают членом Лондонского Королевского общества, а в 1907 г. Эрнест возвращается в Англию и занимает должность профессора кафедры физики Манчестерского университета. В университете Резерфорд вместе с Гейгером развернул работы по подсчету А-частиц с помощью сцинтилляционного метода. В 1908 г. Резерфорд становится Нобелевским лауреатом за исследование радиоактивных элементов.

С 1925-1930 гг. Эрнест Резерфорд - президент Королевского общества, а в 1931 г. получил титул барона и стал лордом. Школа Резерфорда становится самой большой в Манчестере.

В 1937 г. 19 октября умер Эрнест Резерфорд. Его смерть стала огромной утратой для науки.

«С уходом из жизни Эрнеста закончился путь одного из величайших людей, работавших в науке. Безграничный энтузиазм и неутомимое дерзание Резерфорда вели его от открытия к открытию», говорил про Эрнеста Н. Бор.


Слайд 2

Повторим и вспомним: Какие тела называются наэлектризованными? (тела, которые после натирания приобретали свойство притягивать к себе другие тела) Какие два рода электрических зарядов существуют в природе? (в природе существуют положительный и отрицательный заряды) Как они взаимодействуют? (одноимённые заряды отталкиваются друг от друга, а разноимённые притягиваются)

Слайд 3

Электризация тел может осуществляться не только трением. Проведём следующий опыт. Подвесим на шёлковой нити лёгкую гильзу из алюминиевой фольги и прикоснёмся к ней наэлектролизованной палочкой. Мы увидим, что после касания гильза начинает отталкиваться от палочки. Это означает, что гильза и палочка имеют одноимённый заряд.

Слайд 4

Откуда же взялся электрический заряд на гильзе? Очевидно, часть электрического заряда с наэлектризованной палочки перешла на гильзу. Следовательно, при соприкосновении двух тел электрический заряд может частично переходить с заряженного тела на незаряженное.

Слайд 5

Наличие на каком-либо теле электрического заряда можно обнаружить с помощью специального прибора, называемого электроскопом (от греч. электрон и скопео – смотреть, наблюдать). В электроскопе через пластмассовую пробку 5, вставленную в металлический корпус 1, пропущен металлический стержень 3. На конце его подвешанны два лёгких металлических листочка 4. Корпус с обоих сторон закрыт стёклами 2.

Слайд 6

Если стерженя электроскопа коснуться заряженным телом, то листочки разойдутся. Значит, они зарядились одноимённым зарядом. Причём, угол расхождения листочков зависит от заряда, который был им сообщён. Чем больше этот заряд, тем сильнее они будут отталкиваться друг от друга, и тем на больший угол они разойдутся.

Слайд 7

Если к заряженному электроскопу поднести одноимённо заряженное тело, как электроскоп, то его листочки разойдутся сильнее. Приближая к электроскопу тело заряженное противоположным по знаку зарядом, угол между листочками электроскопа уменьшится

Слайд 8

Существует другой вид электроскопа, называемый электрометром. Вместо листочков на металлическом стержне укреплена стрелка. Поворот стрелки объясняется тем, что при соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра электрические заряды распределяются по стрелке и стержню. Силы отталкивания, действующие между одноимёнными электрическими зарядами на стержне и стрелке, вызывают поворот стрелки

Слайд 9

Опыт показывает, что при увеличении электрического заряда на стержне угол отклонения стрелки от вертикального положения увеличивается. Следовательно, по изменению этого угла можно судить об увеличении или уменьшении электрического заряда, переданного стержню электрометра.

Слайд 10

Если зарядить один из двух одинаковых электрометров и соединить приборы металлическим стержнем, то окажется, что отклонение стрелки первого электрометра несколько уменьшится, зато отклонится стрелка второго электрометра. В результате стрелки обоих приборов отклонятся на один и тот же угол. Как объяснить данное явление?

Слайд 11

Если предположить, что металл является веществом, по которому свободно перемещаются электрические заряды, то от заряженного электрометра по металлическому стержню половина заряда могла перейти к незаряженному электрометру. В результате они оба оказались одинаково заряженными, и их стрелки отклонились на одинаковые углы.

Слайд 12

Вещества, которые способны проводить электрические заряды, называются проводниками. Металлы, а также растворы солей и кислот в воде являются хорошими проводниками.

Слайд 13

Тело человека также проводит электричество. Если коснуться заряженного предмета, например, шара электрометра рукой, то этот предмет разрядится. Через руку электрический заряд перейдёт к человеку

Слайд 14

Если электрометры соединить стеклянной палочкой, то никаких изменений не произойдёт. То есть стекло не позволяет электрическим зарядам свободно перемещаться с одного тела на другое.

Делимость электрического заряда. Опыт, подтверждающий делимость электрического заряда. Электронно-ядерная модель атома.

Зарядим один электроскоп, а второй нет, соединим их проволокой, заметим, что половина заряда первого передалась второму. Значит эл. заряд можно делить. Если к первому электроскопу, на котором осталась половина первоначального заряда, снова присоединить незаряженный электроскоп, то на нем останется ¼ от первоначального заряда.

Известно, что в обычном состоянии молекулы и атомы не имеют электрического заряда. Следовательно, нельзя объяснить электризацию их перемещением. Если же предположить, что в природе существуют частицы, имеющие электрический заряд, то при делении заряда должен быть обнаружен предел деления. Это значит, что должна существовать частица с наименьшим зарядом.

Существует ли предел деления заряда? Не может ли получиться заряд такой величины, который уже не поддается дальнейшему делению?

Для деления заряда на маленькие порции его следует передавать не шарам, а маленьким крупинкам металла или жидкости. После чего измеряли заряд, полученный на этих маленьких телах. Опытами было установлено, что возможно получить заряд, который в миллиарды миллиардов раз меньше, чем в рассмотренных нами опытах. Но дальше определенной величины заряд разделить не удавалось. Это позволило предположить, что существует заряженная частица, которая имеет самый малый заряд, который разделить невозможно.

Электрон очень мал. Масса электрона равна 9,1 × 10 -31 кг. Эта масса примерно в 3700 раз меньше массы молекулы водорода, которая является наименьшей из всех молекул.

Электрический заряд – это одно из основных свойств электрона. Нельзя представить, что этот заряд можно снять с электрона. Они неотделимы друг от друга.

Электрический заряд – это физическая величина. Она обозначается буквой q. За единицу электрического заряда принят кулон (Кл). Эта единица названа в честь французского физика Шарля Кулона.

Электрон – частица с наименьшим отрицательным зарядом. Его заряд равен 1,6 × 10 -19 Кл.

*Впервые определить заряд электрона удалось учёным Иоффе и Милликену.

Закон Кулона - сила взаимодействия точечных заряженных тел прямопропорциональна произведению зарядов этих тел и обратнопропорциональна квадрату расстояния между ними.

Точечно заряженные тела – тела, размерами которых в условии данной задачи можно пренебречь.

Заряд ядра равен по абсолютному значению общему заряду электронов атома, можно предположить заряженные частицы. Их назвали протонами. Каждый протон имеет массу, в 1840 раз большую, чем масса электрона. Атом в целом не имеет заряда , он нейтрален, потому что положительный заряд его ядра равен отрицательному заряду всех его электронов.


Атом – это мельчайшая частица вещества, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его химических свойств.

Э. Резерфорд установил, что внутри атома находятся положительно заряженное ядро, а снаружи – электрон.

*Ядро меньше атома в 10 тысяч раз.

*Масса атома практически равна массе его ядра.

Положительный ион – атом, потерявший электрон.

Отрицательный ион – атом, присоединивший один или несколько электронов.

Протон – ядро атома, который несёт один элементарный заряд.

Нейтрон – элементарная частица, не имеющая электрического заряда.

Протоны и нейтроны называют нуклонами – частицами ядра.

Валентные электроны – электроны, расположенные на внешнем слое.

Изотоп – это химический элемент с одинаковым количеством протонов и электронов, но с разным количеством нейтронов.

Опыты Н. Бора определили, что электроны в атомах располагаются слоями-оболочками (энергетическими уровнями. 1 уровень=2 электрона, 2 ур.=8, 3ур.=18, 4 ур.=32)


Согласно учению Фарадея и Максвелла в пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле. Майкл Фарадей английский физик и химик (22 сентября августа 1867) Джеймс Клерк Максвелл известный английский физик (13 июня ноября 1879)


Наэлектризованные тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии – притягиваются и отталкиваются как в пространстве, где имеется воздух, так и вакууме. В пространстве вокруг электрического заряда существует электрическое поле. Электрическое поле можно изобразить графически с помощью силовых линий электрического поля, которые имеют направление.


Сила, с которой электрическое поле действует на внесенный в него электрический заряд, называется электрической силой Вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а при удалении от них поле ослабевает.


Пусть левый электроскоп заряжен, а правый – нет. Соединим электроскопы проволокой. Мы увидим, что заряд поровну распределится между приборами. Убрав проволоку и коснувшись правого электроскопа рукой, мы заставим его заряд перейти внутрь нашего тела. После этого опять соединим электроскопы проволокой. Так можно поступать сотни раз: заряд будет делиться на все более мелкие части. Однако американский физик Р.Милликен и советский физик А.Ф. Иоффе опытами установили, что заряд любого тела можно делить не бесконечно.


Q –электрический заряд (Кл) КУЛОН Шарль Огюстен (14 июня августа1806) Французский физик и инженер.

Вам уже известно, что для объяснения тепловых явлений необходимы знания о молекулярном строении вещества. Возможно ли с помощью представлений о молекулярном строении вещества объяснить явление электризации? Известно, что в обычном состоянии молекулы и атомы не имеют электрического заряда. Следовательно, нельзя объяснить электризацию их перемещением. Если же предположить, что в природе существуют частицы, имеющие электрический заряд, то при делении заряда должен быть обнаружен предел деления.

Рис. 38. Зарядка электроскопа

Проделаем следующий опыт. Зарядим электроскоп (рис. 38), а затем при помощи металлической проволоки соединим его с другим, незаряженным электроскопом (рис. 39). Как только проволока коснётся шариков обоих электроскопов, то половина заряда первого шара перейдёт на второй.

Рис. 39. Делимость электрического заряда

Это значит, что первоначальный заряд поделился на две равные части.

Если к первому электроскопу, на котором осталась половина первоначального заряда, снова присоединить незаряженный электроскоп, то на нём останется1/4 от первоначального заряда. Таким же образом каждый из этих разделённых зарядов можно снова поделить на две равные части и т. д.

Существует ли предел деления заряда? Не может ли получиться заряд такой величины, который уже не поддаётся дальнейшему делению?

Чтобы ответить на эти вопросы, пришлось провести ещё более сложные опыты. Дело в том, что оставшийся на шаре электроскопа заряд становится таким малым, что при помощи электроскопа его обнаружить невозможно. С этой целью для деления заряда на маленькие порции его передавали не шарам, а маленьким крупинкам металла или жидкости. После чего измеряли заряд, полученный на этих маленьких телах, который оказался в миллиарды миллиардов раз меньше, чем в рассмотренных нами опытах (см. рис. 38). Но дальше определённой величины заряд разделить не удавалось. Это позволило предположить, что существует заряженная частица, которая имеет самый малый заряд, который разделить невозможно.

Милликен Роберт (1868-1953)
Американский физик-экспериментатор. Опытным путём доказал существование частиц с наименьшим зарядом. Лауреат Нобелевской премии

Существование мельчайших частиц, имеющих наименьший электрический заряд, было доказано многими опытами. Такие опыты проводили советский учёный Абрам Фёдорович Иоффе и американский учёный Роберт Милликеп. В своих опытах они электризовали мелкие пылинки цинка. Заряд пылинок меняли и вычисляли. Так поступали несколько раз. При этом заряд оказывался каждый раз другим. Но все его изменения были в целое число раз (т. е. в 2, 3, 4 и т. д.) больше некоторого определённого наименьшего заряда. Этот результат можно объяснить только так. К пылинке цинка присоединяется или от неё отделяется только наименьший заряд (или целое число таких зарядов). Этот заряд дальше уже не делится. Частицу, имеющую самый маленький заряд, назвали электроном .

Иоффе Абрам Фёдорович (1880-1960)
Российский физик, академик. Создатель российской научной школы. Проводил исследования по измерению заряда электрона.

Кулон Шарль Огюстен (1763-1806)
Французский физик, военный инженер. Изобрёл прибор для установления основных законов электрического и магнитного взаимодействий.

Электрон очень мал. Масса электрона равна 9,1 10 -31 кг. Эта масса примерно в 3700 раз меньше массы молекулы водорода, которая является наименьшей из всех молекул.

Электрический заряд - это одно из основных свойств электрона. Нельзя представить, что заряд можно снять с электрона. Они неотделимы друг от друга.

Электрический заряд - это физическая величина. Она обозначается буквой q. За единицу электрического заряда принят кулон (Кл). Эта единица названа в честь французского физика Шарля Кулона.

Электрон - частица с наименьшим отрицательным зарядом. Его заряд равен -1,6 10 -19 Кл.

Вопросы

  1. Как на опыте показать, что электрический заряд делится на части?
  2. Имеет ли электрический заряд предел делимости?
  3. Как назвали частицу с самым малым зарядом? Что вы знаете о заряде и массе электрона?
Разделы