Бумажные гильзы подвешены на двух нитях: верхняя часть нити шёлковая, а нижняя металлическая (рис. 122). В одном случае при касании заряженной палочки гильзы отталкиваются, в другом случае − остаются неподвижными. Проведите опыт и объясните его.

рис. 122

Для объяснения данного явления необходимо рассмотреть основные принципы электростатики, взаимодействие электрических зарядов, а также свойства различных материалов, таких как шелк и металл, в контексте электрических зарядов.

1. Электрический заряд:

   • Электрический заряд — это физическая характеристика материи, которая определяет взаимодействие объектов с электромагнитным полем.
   • Заряды бывают двух типов: положительные и отрицательные. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.

2. Поляризация:

   • Поляризация — это явление перераспределения зарядов внутри объекта под воздействием внешнего электрического поля.
   • Если объект, например бумажная гильза, является нейтральным (не имеет собственного заряда), то при приближении заряженной палочки в нем могут перераспределиться заряды. Это приводит к возникновению областей с противоположными зарядами.

3. Свойства материалов:

   • Металл: является проводником, то есть электрические заряды свободно перемещаются внутри него. При контакте с заряженным телом заряды в металле перераспределяются, а часть заряда может быть передана металлу.
   • Шелк: является диэлектриком, не проводит электрический ток. Заряды в шелке не могут перемещаться свободно, и шелк практически не участвует в передаче электрического заряда.

4. Взаимодействие заряженного тела с гильзами:

   • Когда заряженная палочка приближается к гильзе, происходит перераспределение зарядов либо внутри гильзы, либо на нитях, к которым она подвешена.
   • Если верхняя часть нити (шелковая) изолирует гильзу от внешнего воздействия, то заряд, переданный металлической части или непосредственно гильзе, сохраняется. Это может привести к тому, что обе гильзы станут одноименно заряженными и начнут отталкиваться.
   • Если заряд не передается гильзе или он быстро стекает через шелковую нить, то гильзы остаются нейтральными и неподвижными.

5. Роль шелковой и металлической нитей:

   • Шелковая нить, как диэлектрик, препятствует передаче зарядов. Она действует как изолятор, ограничивая заряд на гильзе.
   • Металлическая нить, как проводник, может передать заряд и привести к перераспределению электрического поля вокруг гильзы.

6. Объяснение двух случаев:

   • В первом случае (рис. 122а) гильзам передается заряд через металлическую нить, и обе гильзы становятся одноименно заряженными. Это вызывает их взаимное отталкивание.
   • Во втором случае (рис. 122б) заряженная палочка не передает заряд гильзам, либо заряд быстро стекает через шелковую нить. Гильзы остаются нейтральными и неподвижными.

Таким образом, результат опыта зависит от того, каким образом электрический заряд взаимодействует с подвесной системой и материалами, из которых она изготовлена.