Положите на стол полиэтиленовый мешок и разглаживайте его руками или шерстяным шарфом. При этом он электризуется. Одной рукой возьмите мешок за угол, другой рукой возьмите за цоколь обычную электрическую лампочку и поднесите её баллон к мешку. В момент соприкосновения баллона с мешком наблюдается свечение лампочки. Объясните наблюдаемое явление.
При взаимодействии шерсти и мешка происходит электролизация. В результате электризации на пакете накопился заряд, который называют статическим электричеством. В момент соприкосновения баллона с мешком лампе передался заряд и она зажглась.
Чтобы объяснить наблюдаемое явление, необходимо рассмотреть несколько ключевых физических концепций, связанных с электризацией, электрическими зарядами и проводимостью.
Электризация трением: Когда полиэтиленовый мешок разглаживают руками или шерстяным шарфом, происходит процесс, известный как трибоэлектрический эффект или электризация трением. В процессе трения электроны могут переходить с одного материала на другой в зависимости от их трибоэлектрического положения. Например, шерстяной шарф может передавать электроны полиэтиленовому мешку, в результате чего мешок заряжается отрицательно, а шарф — положительно.
Электрическое поле и потенциал: Заряженный полиэтиленовый мешок создает вокруг себя электрическое поле. Это поле может влиять на объекты, находящиеся в его зоне действия, вызывая перераспределение зарядов в проводящих материалах. Это явление называется электростатической индукцией.
Электростатическая индукция: Когда вы подносите лампочку к заряженному мешку, электрическое поле мешка вызывает перераспределение зарядов в стеклянном баллоне и металлическом цоколе лампы. Лампочка, хотя и не является идеальным проводником, может иметь свободные носители заряда, способные к движению под действием внешнего электрического поля.
Пробой воздуха: При достаточно сильном электрическом поле, создаваемом зарядом мешка, может произойти пробой воздуха. Это означает, что молекулы воздуха между мешком и лампочкой ионизируются, образуя проводящий путь. При этом происходит короткая электрическая разрядка, которая может вызвать вспышку света.
Энергия и свечение: Во время разряда энергия, накопленная в электрическом поле, высвобождается в виде света. Эта энергия может быть достаточной для возбуждения атомов вольфрама или других элементов внутри лампочки, что приводит к кратковременному свечению.
Роль лампы: Лампа в данном случае действует как индикатор наличия электрического разряда. Ее конструкция позволяет визуализировать процесс высвобождения энергии в виде света, что и наблюдается при контакте с заряженным мешком.
Таким образом, свечение лампочки объясняется комбинацией электризации, электростатической индукции и пробоя воздуха, который возникает из−за сильного электрического поля заряженного мешка.
Пожауйста, оцените решение
