Σε WXPeriments που περιλαμβάνει ένα ηλεκτροσκόπιο Pithball Τι προκαλεί να μετακινηθεί;
Πώς λειτουργεί:
* Pith Ball: Η σφαίρα Pith είναι μια μικρή, ελαφριά μπάλα από το μαλακό, σπογγώδες υλικό του πυρήνα ενός φυτού. Είναι πολύ ευαίσθητο στη στατική ηλεκτρική ενέργεια.
* Αναστολή: Η σφαίρα Pith συνήθως εναιωρείται από ένα λεπτό νήμα ή συμβολοσειρά. Αυτό του επιτρέπει να κινείται ελεύθερα.
* χρέωση: Όταν το ηλεκτροσκόπιο φορτίζεται, η σφαίρα Pith κερδίζει είτε θετικό είτε αρνητικό φορτίο.
Τι προκαλεί να μετακινηθεί η μπάλα Pith:
1. προσέλκυση ή απόρριψη: Η βασική αρχή είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ των χρεώσεων:
* Όπως οι χρεώσεις απέχονται: Εάν η σφαίρα Pith και ένα φορτισμένο αντικείμενο έχουν τον ίδιο τύπο φόρτισης (τόσο θετικό ή και τα δύο αρνητικά), θα αποκρούσουν ο ένας τον άλλον. Η μπάλα του Pith θα απομακρυνθεί από το φορτισμένο αντικείμενο.
* Αντίθετα χρεώσεις προσελκύουν: Εάν η μπάλα του Pith και ένα φορτισμένο αντικείμενο έχουν αντίθετες χρεώσεις (ένα θετικό και ένα αρνητικό), θα προσελκύσουν ο ένας τον άλλον. Η μπάλα του Pith θα κινηθεί προς το φορτισμένο αντικείμενο.
2. Μεταφορά χρέωσης: Η σφαίρα Pith φορτίζεται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φόρτιση με επαγωγή ή χρέωση με επαφή:
* Φόρτιση με επαγωγή: Όταν ένα φορτισμένο αντικείμενο έρχεται κοντά στην μπάλα Pith, προκαλεί ανακατανομή των φορτίων μέσα στην μπάλα. Η επιφάνεια του Pith Ball θα γίνει πολωμένη, με αντίθετες χρεώσεις να συσσωρεύονται από την πλευρά του πλησιέστερου στο φορτισμένο αντικείμενο. Αυτό οδηγεί σε έλξη.
* Φόρτιση με επαφή: Εάν το φορτισμένο αντικείμενο αγγίξει απευθείας την μπάλα του Pith, μερικά από τα φορτία μπορούν να μεταφερθούν στη σφαίρα Pith. Στη συνέχεια, η μπάλα του Pith αποκτά το ίδιο φορτίο με το αντικείμενο. Εάν οι χρεώσεις είναι οι ίδιες, η μπάλα του Pith θα απομακρυνθεί.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ότι έχετε μια αρνητικά φορτισμένη ράβδο και μια σφαίρα με τον Pith που κρέμεται ελεύθερα.
* Πριν από την αλληλεπίδραση: Η σφαίρα Pith είναι ουδέτερη (χωρίς καθαρή φόρτιση).
* Φέρνοντας τη ράβδο κοντά: Όταν φέρετε την αρνητικά φορτισμένη ράβδο κοντά στην σφαίρα Pith, τα ηλεκτρόνια στην μπάλα του Pith απωθούνται από το αρνητικό φορτίο της ράβδου. Μετακινούνται στην αντίθετη πλευρά της μπάλας Pith, αφήνοντας την πλευρά πιο κοντά στη ράβδο με ένα καθαρό θετικό φορτίο. Αυτή η αντίθετη έλξη φορτίου αναγκάζει την μπάλα του Pith να μετακινηθεί προς τη ράβδο.
* Επικοινωνία: Εάν αγγίξετε τη ράβδο στη σφαίρα Pith, μερικά ηλεκτρόνια από τη ράβδο θα μεταφερθούν στη σφαίρα Pith. Τώρα η μπάλα του Pith είναι αρνητικά φορτισμένη. Δεδομένου ότι τόσο η μπάλα του Pith όσο και η ράβδος είναι τώρα αρνητικά φορτισμένες, θα αποκρούσουν ο ένας τον άλλον. Η μπάλα του Pith θα απομακρυνθεί από τη ράβδο.
Συνοπτικά:
Η κίνηση του Pith Ball είναι άμεσο αποτέλεσμα των ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ της φορτισμένης σφαίρας Pith και του φορτισμένου αντικειμένου. Είναι μια απλή αλλά αποτελεσματική επίδειξη των θεμελιωδών αρχών της στατικής ηλεκτρικής ενέργειας.
