Электр заряды. Зарядтың беттік және көлемдік тығыздығы. Зарядтың сақталу заңы. Кулон заңы. Физика, 10 сынып, презентация.

Электр заряды. Зарядтың беттік және көлемдік тығыздығы. Зарядтың сақталу заңы. Кулон заңы

Оқыту мақсаты:

10.4.1.1 – электр зарядының сақталу заңы мен Кулон заңын есептер шығаруда қолдану

Бағалау критерийлері:

тұрмыста және өндірісте денелердің электрленуіне мысалдар келтіреді;

электр зарядының сақталу заңы және Кулон заңының сипаттайды;

электр зарядының сақталу заңы және Кулон заңы сандық, сапалық есептер шығаруда қолданады.

Термин сөздер

Ой қозғау

Шарды үрлеп, оны төбеге лақтырыңыз. Ол төбеге жабысып, төменге түспейді. Неліктен?

Пластмасса тарақ (қалам) алып, шашымызға үйкелеп қағаз қиқымдарына жақындатсақ не байқалады?

Зарядтар мен олардың өзара әрекеттесуі қалай жүзеге асады деп ойлайсыңдар?

Топтық жұмыс. Фронтальды эксперимент

1-топ:

Жанасу кезінде екі дененің де электрленуіне қалай көз жеткізуге болады?

3-топ:

Электр зарядын бір денеден екіншісіне жеткізуге болатынын тәжірибеден қалай көруге болады?

4-топ:

Зарядтың айналасында электр өрісі бар екеніне қалай көз жеткізуге болады?

2-топ:

Екі түрлі зарядтардың бар екеніне қалай көз жеткізуге болады?

Денелердің электрлену себебі екі дене әсерлескенде мысалы, үйкеліс әсерінен электрондардың бір денеден екінші денеге өте алуында. Осының нәтижесінде екі денеде электр зарядына ие болады, яғни электрленеді.

Денелердің электрленуі

Электр заряды

«Янтарь» - Жер бетінде әлденеше жүздеген мың жылдар бұрын өсіп-өрген қылқан жапырақты ағаштардың қатып тасқа айналған шайыры. Грек тілінде «янтарь» -электрон дегенді білдіреді. Гректер осы шайырды «электрон», ал оған қатысты денелердің электрленуі деп атаған. Янтарь өзіне басқа денелерді тарту қабілетіне ие болғанда, оны электрленген күйде деп атайды. «Электрон» сөзінен «электр» деген сөзі шықты. Электрлену барысында пайда болатын күштерді электр күштері деп атаған.

Электр заряды -

бөлшектер мен денелердің сыртқы электромагниттік өріспен өзара әсерін, сондай-ақ олардың электромагниттік өрістерінің өзара байланысын анықтайтын негізгі сипаттамалардың бірі. Электр заряды 2 түрге ажыратылады және ол шартты түрде оң заряд және теріс заряд деп аталады. Аттас зарядтар бірін-бірі тебеді, ал әр аттас зарядтар бірін-бірі тартады.

Екінші шардың заряды қандай?

Видео

https://www.youtube.com/watch?v=LvrWjypuPJQ

Элементар бөлшектер ұғымы

Кейбір элементар бөлшектердің массасы мен қатар заряды да болады. Бөлшектің заряды оның электромагниттік әрекеттесуге қабілеттілігін сипаттайды.

Электр заряды бөлшексіз бола алмайды, бөлшек зарядталмаған бола алады.

Элементар бөлшектердің зарядтары таңбалары бойынша әртүрлі (мысалы, электрон, позитрон), ал абсолют мәндері бойынша бірдей болуы мүмкін.

Элементар бөлшектер мүмкін болатын ең аз зарядқа ие бола алады, бұл зарядты одан әрі азайтуға немесе бөлуге келмейді.

Электр зарядының бөлінгіштігі. Электрон.

Атомдар мен молекулалардан тұратын бөлшектердің электр заряды бар. Электр заряды –физикалық шама. Электр заряды арттыруға және азайтуға болады. Электр зарядын бөлуге болады. Бірақ оның бөліну шегі бар. Орыс ғалымы А.Ф.Иоффе мен американдық ғалым Р.Милликен бір-біріне тәуелсіз электр зарядының бөлудегі тәжірибелерінің нәтижесін алған.

Электр зарядының бөлінгіштігі. Электрон.

Электр зарядының бөліну шегі бар.

Ең аз теріс заряды бар бөлшек электрон деп аталады

Электронның электр заряды элементар заряд деп аталады

Электрон заряды теріс және оны е әрпімен белгілейді:

e=1.6*10-19Кл.

Макроскопиялық денелердің заряды өзін құрайтын бөлшектер зарядының қосындысынан тұрады. Кез келген заттың атомы бейтарап, себебі атом ядросындағы оң зарядталған протондар саны, оның айналасындағы теріс зарядталған электрондар санына тең. Сондықтан макроскопиялық дене электрлік бейтарап.

Макроскопиялық дене электр зарядына ие болу үшін теріс зарядтың белгілі бір бөлігін онымен байланысқан оң зарядтардан бөліп алу керек. Осы процесті электрлеу деп атайды.

Электр зарядының бөлінгіштігі

Электрон - негізінен атомның жеңіл бөлініп кететін сыртқы бөлігі.

Оң зарядталған атом ядросы мен оның сыртындағы теріс зарядты электрон бұлтының арасындағы тартылыс күші, ядроның ішіндегі (ядролық әрекеттесу) әркеттесуші күшпен салыстырғанда әлсіз.

Денені мынадай әдістермен электрлеуге болады:

Үйкеліс арқылы

Зарядталмаған денені зарядталған денеге түйістіру арқылы.

Электр зарядтарының сақталу заңы

Қоршаған ортаның денелерімен әрекеттеспейтін денелер жүйесін оқшауланған немесе тұйықталған деп атаймыз. Бұл жүйедегі электрлену құбылысы электр зарядының сақталу заңына бағынады

Тұйықталған жүйедегі денелердің электрленуінің барлық құбылыстарында электр зарядтарының қосындысы сақталады: q1 + q2 + … + qn = const

Электрленуді байқауға арналған ең ыңғайлы аспап электроскоп деп аталады. Электроскопта ұшына екi жеңiл жапырақша iлiнген металл өзекше, металл сақинаға кигiзiлген пластмасса тығын арқылы өткiзiлген. Металл сақинаның екi жағы да шынымен жабылған.

Егер зарядталған дененi (мысалы, электрометр шарын) қолмен ұстаса, онда ол дене разрядталады. Электр заряды қолымыз арқылы денемiздiң бетiне таралады. Тура осы жағдай электрометр шарына тiкелей қолмен емес металл сызғышпен тигенде де қайталанады.

Зарядтың беттік тығыздығы

Зарядтың көлемдік тығыздығы

Кулон құрылғысы

Біртекті және әртекті зарядтардың өзара әсерлесу күштері

Кулон заңы – Электростатиканың негізгі заңы.

Тынышталған нүктелік зарядтар арасындағы өзара әсерлесу заңы тәжірибе жүзінде 1785ж Француз ғалымы Шарль Кулон анықтаған және оның есімімен аталады.

Кулон заңы: Қозғалмайтын екі нүктелік заряд вакуумде зарядтардың көбейтіндісіне тура пропорционал және оның арақашықтығының квадратына кері пропорционал күшпен әрекеттеседі:

Мұндағы: k – пропорционалдық коэффициенті, сандық мәні бірлік зарядтардың бірлік ұзындығына тең арақашықтықта өзара әсерлесу күшіне тең:

k - коэффициентін мынадай түрде жазу қабылданған:

Мұндағы: ε0 - электр тұрақтысы. СИ жүйесі бойынша мынаған тең:

Табиғатта бар ең кіші заряд - бұл элементар бөлшектер заряды. Си бірлігінде бұл зарядтың модулі мынаған тең: e =1,6∙10-19 Кл

Өлшемдері өзара әрекеттесетін денелердің арақашықтығынан бірнеше есе кіші болатын денеде орналасқан зарядты нүктелік заряд деп атайды.

1 Кулон – вакуумде 1м арақашықтықта орналасқан шамасы жағынан өзіне тең нүктелік зарядқа 9*109 Н күшпен әрекет ететін нүктелік заряд.

Электростатикалық күштердің суперпозиция принципі

Егер зарядталған дене бірмезгілде бірнеше зарядталған денелермен әсерлесетін болса, онда осы денеге әсер ететін қорытқы күш денеге басқа зарядталған денелер тарапынан әсер етуші күштердің векторлық қосындысына тең:

Электр күші зарядтардың арақашықтығына тәуелді (кері пропорционал)

Электр күші зарядтардың шамасына тәуелді (тура пропорционал)

Видео

https://www.youtube.com/watch?v=MkzSElu6fMI

Рефлексия:

Бүгінгі сабақта не қызықты болды?

Бүгінгі сабақта не қиындық келтірді?

Бүгінгі сабақта не қажет болды?