A mindennapi életben gyakran találkozunk olyan jelenségekkel, amelyek az elektromos töltésekhez kapcsolódnak, még akkor is, ha nem gondolunk rá tudatosan. Ilyen például, amikor egy szőrmével dörzsölt műanyagcsövet apró papírszeletkékhez közelítünk. Először magához vonzza azokat, majd később lerepülnek a csőről a papírdarabok. Ugyanez tapasztalható bőrrel dörzsölt üveg vagy papírral dörzsölt műanyagvonalzó esetén is. A teljes igazsághoz azt is meg kell említenünk, hogy néhány "makacs" papírdarab a megdörzsölt tárgyon marad.
A jelenséget már az ókori görögök is ismerték. Ők a borostyán - görögül elektron - esetén fedezték fel ezt a különleges viselkedést. A megdörzsölt borostyánkő, a szőrmével dörzsölt műanyag, a bőrrel dörzsölt üveg, a papírral dörzsölt műanyag hasonló állapotba kerül. Ezt az állapotot, - a borostyán görög neve alapján, - elektromos állapotnak nevezték el.
Az elektromos állapot és a töltések felfedezése
Függesszünk fel különböző módon elektromos állapotba hozott testeket és közelítsünk hozzájuk egy másik szintén elektromos állapotba hozott testet. A szőrmével dörzsölt ebonit a szőrmével dörzsölt ebonitot taszítja, a bőrrel dörzsölt üveget vonzza anélkül, hogy hozzáérne. A bőrrel dörzsölt üveg is taszítja a bőrrel dörzsölt üveget. Ez azt jelenti, hogy az elektromos állapotban levő testek között vonzás vagy taszítás lép fel.
Ha két, közös pontban felfüggesztett bodzabél golyócskát megdörzsölt ebonittal megérintünk, azok taszítják egymást. Ez azt bizonyítja, hogy az elektromos állapot érintéssel átadható egy másik testnek. Változást sem az eboniton, sem a golyócskákon nem látunk, csak a hatást, a taszítást tapasztaljuk.
Az elektromos töltés fogalma
A testek elektromos állapotát valamilyen, közvetlenül nem érzékelhető anyag jelenléte okozza. Ezt az anyagot elektromos töltésnek nevezzük.
Egy elektromos állapotban lévő, elektromosan töltött test (pl. szőrmével dörzsölt ebonitrúd) segítségével a többi elektromos állapotban lévő tárgyat két csoportra oszthatjuk aszerint, hogy azokat vonzza vagy taszítja. Az azonos csoportba kerültek taszítják egymást, a különböző csoportbeliek vonzzák egymást. Mivel harmadik csoportot soha nem találunk, tapasztalataink szerint nincs harmadik fajta töltés.
Ennek alapján a kétféle elektromos állapotot kétféle töltés okozza. Az egyiket pozitívnak (a bőrrel dörzsölt üveg), a másikat negatívnak (szőrmével dörzsölt ebonit) nevezzük. Ezt a kétféle töltést az atommagban található proton és az elektron hordozza. A proton töltése a pozitív, az elektroné a negatív.
DEMO: Elektrosztatikus vonzás és taszítás
Az elektromos állapot kimutatása: az elektroszkóp
Az elektromos állapot kimutatására szolgál a szalmaszál elektroszkóp. Ez egy olyan eszköz, amelynek lényege, hogy szigetelőlapra állított vékony fémrúd tetejéről két szalmaszál lóg le. Ezek vízszintes tengely körül elfordulhatnak. Ha töltést adunk a fémrúd tetején levő fémgömbnek, akkor a szalmaszálaknak is ugyanilyen töltése lesz. Az azonos töltések taszítása miatt alul eltávolodnak egymástól, jelezve a töltés jelenlétét.
tags: #szorrel #megdorzsolt #ebonitrud