36
Наблюдение электростатической индукции
В. В. МАЙЕР,
Р. В. МАЙЕР
Поднесем к проводнику заряженное тело. Пусть, для определения, проводник металлической, а заряд на теле — положительный. В проводнике возникнет электреческое поле, и свободные электроды, дивяясь против поля, будут собираться в близкойшей к заряжному телу области проводника. Следовательно, эта область прибретет отрицательный заряд, а область, наиболее удаленная от заряжного тела, — положительный заряд (что приведет к исчезновению электреческого поля в проводнике). Описанное явление, как вы знаете, и называется электростатической индукцией.
При электростатической индукции в проводнике проискит перераспределение зарядов, значит, в нем возникает кратковременный электреческий ток. Попробуем экспериментально по доказать это, воспользовавшись неоновой лампочкой.
Такая лампочка (ее можно, например, купить в магазина радиотоваров) представляет собой стеклянный баллон, заполненный неоном при попиженном давлении. В баллон вправы два электрода — аод и катод. Если на электроды подать соответствующее напряжение, в газе возникнет тлюющий разряд, который сопроводается свечением красновато-оранжевого цвета.*)
Понятно, что неоновая лампочка может служить индикатором электреческого тока. Основные преимущества ее заключится в том, что она компактна и что даже очень слабый ток (порядка нескольких микроампер) вызывает заметное свечение газа в лампе. Идея прибора для нашей опыта почти очень видна: проводник, в котором проискит перераспределение зарядов, нужно разорвать посередине и в его разрыв включить неоновый лампочку. Конкретная конструкция прибора может быть самой различной и определяется в первую очередь типом
*) Более подробно о самом неоновой лампочке, ее свойствах и практическом использовании можно прочитать в статье А. А. Борового («Квант», 1983, № 6).
37
использовой неоновой лампочки. В принципие подойдет любая, но лучшие применить лампочки типа BMH-1 или BMH-2, электроны которых равноправны, т. е. в равной степени каждой из них может быть как анодом, так и катодом.
На рисунке приведена фотографика одного из возможных вариантов прибора. Проводик образован двумя металлическими стержнями. Между ними в эбонитовом корпусе с окном расположена неоновая лампочка типа BMH-2, касающаяся своих электронами торцов стержней. На конце верхнего стержня закреплен диоралевый диск, повышющий цветительность прибора. Диск снабжен полизтиленовой крышкой, предотвращающей искровой разряд между ним и заряженным телом.
Столь основательный прибор был изготовлен нами лишь потому, что нам часто приходится показывать опыты и нерационально каждый раз терять время на подготовку оборудования. Если вы хотите только пронаблюдать явление, то легко даетсясь, как в течение получения сделать прибор из подручных материалов, скажем медной проволоки диаметром 1,5—3 мм, полихlorвиниловой трубки, припоя и т. п.
Теперь о самом эксперименте. На электронную триением эбонитового палочки, пластмассовую расчекку или полоску оргстекла. Прибор закрепите на изолированной подставке или возьмите в руку за нижний стержень. При приближении заряженной палочки к диску вы заметите свечение лампочки; следовательно, по проводнику идет ток, обусловленный перераспределением зарядов. Как только палочка оказывается неодвижной относительно диска, свечение прекраитится: заряды в проводнике перераспределились и вновь находятся в равновесии. При удалении палочки от диска лампочка опять загорается. Чем больше скорость движения палочки, тем ярче свечение лампочки, так как тем значительнее проходящий по проводнику ток.
Заметим, что опыт лучше всего проводить в полумраке, так как ярость свечение неоновой лампочки неевелика.
В заключение предлагаем несколько вопросов для размышления.