Почему деревянная линейка притягивается к заряженному телу?

249

470

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

GardenBrid

Физика

4,5(35 оценок)

Если линейку потёрли – то она будет заметно притягиваться или отталкиваться от заряженного тела, поскольку часть её электронов с поверхности во время трения срывается трущей поверхностью – и она заряжается положительно. если линейку не тереть – то она будет нейтральным диэлектриком. тем не менее, в поле достаточно сильно заряженного тела линейка будет притягиваться. хотя наведённых зарядов на диэлектрике образоваться не может, тем не менее, любой диэлектрик (и деревянная линейка в частности) – поляризуется в поле заряженного тела. выясним это подробнее. любая сложная молекула (а молекулы остатков органических клеток древесины достаточно сложны) – полярна. т.е. в какой-то её части имеется достаточно ярко выраженный положительный заряд, а в какой-то другой её части – равный по модулю, но противоположный, т.е. отрицательный заряд. в любом теле молекулы имеют некоторую степень свободы. так что если они и не могут в электрическом поле повернуться полностью – они могут немного «повернуть голову», так что положительные заряды всех полярных молекул окажутся в среднем ближе к отрицательному потенциалу (полюсу) внешнего поля; а отрицательные заряды – напротив, ближе к положительному потенциалу (полюсу) внешнего поля. когда у нас имеется только одно заряженное (например, положительно) тело, то тогда все отрицательные полюса молекул линейки немного приблизятся к телу, а все положительные наоборот отдалятся от него. а стало быть, притяжение диэлектрика станет сильнее его отталкивания от заряженного тела. точно такие же рассуждения можно провести и для отрицательно заряженного тела. общий вывод: диэлектрики притягиваются в область сгущения силовых линий поля. более известным фактом является притяжение нейтральных проводников в область сгущения силовых линий. кроме того, можно добавить, что притяжение диэлектриков тем сильнее, чем больше их диэлектрическая проницаемость. и сила притяжения диэлектриков пропорциональна величине (1–1/ε). например, у воды диэлектрическая проницаемость ε≈80, так что (1–1/ε)≈0.988, а значит, капельки воды притягиваются к сильно заряженным телам почти точно так же, как и шарики алюминия. у оргстекла или дерева (материалы для линейки) диэлектрическая проницаемость ε≈3, так что (1–1/ε)≈0.65, а значит, неметаллические линейки притягиваются к сильно заряженным телам в 1.5 раза слабее металлических.