فهرست مطالب

 فيزيك 1و آزمايشگاه

فيزيک 3 و آزمايشگاه

ما لش       تماس       القا

انرژي پتانسيل الكتريكي

١- مي دانيم که تعداد الکترون هاي آزاد موجود در رسانا ها بسيار زياد است .
به عنوان مثال در يک سانتيمتر مکعب مس درحدود ^٢٢ ١٠ الکترون آزاد وجود دارد . 
آيا بزرگي اين عدد را مي توانيد تصور کنيد ؟ براي آنکه به بزرگي اين عدد پي ببريد ، فرض کنيد بخواهيد اين تعداد الکترون را بشماريد . شما در هر ثانيه قادر به شمارش چه تعداد الکترون هستيد ؟ ٢، ١٠، ١٠٠، ١٠٠٠٠،… فرض کنيد که در هر ثانيه بتوانيد يک تريليون يعني ^١٢ ١٠ الکترون را بشماريد . چه مدت طول مي کشد تا تمام الکترون هاي آزاد موجود در يک سانتيمتر مکعب مس را بشماريد ؟ براي محاسبه يک سال را تقريبا" برابر ^٧ ١٠ *  ٣ ثانيه در نظر بگيريد .
٢- براي آنکه در جسم بدون باري ، بار الکتريکي  ( C ^٦- ١٠ * ٤/٦ + ) ايجاد شود ، چه تعداد الکترون بايد از آن گرفته شود ؟ 
٣- به تعداد پروتون هاي موجود در هسته ي اتم ، عدد اتمي گفته مي شود و آن را با z نشان مي دهند . عدد اتمي مس برابر ٢٩ است . بار الکتريکي هسته اتم مس چه اندازه است ؟  اتم مس چه اندازه بار الکتريکي منفي دارد ؟ بار الکتريکي اتم مس چه اندازه است ؟

جواب الف:                                                                 

سال

ب: بار يك الكترون است. نتيجه مي شود:

الكترون

پ: بار يك پروتون برابر است با:   .نتيجه مي شود:

بار هسته   

در اتم مس تعداد الكترونها با تعداد پروتونها برابر است. الكترونها نيز به همان اندازه پروتونها بار الكتريكي دارند اما با علامتمنفي. بنابراين بار الكتريكي منفي اتم مس برابر   است. از طرفي چون در اتم مس مقدار بار الكتريكي مثبت پروتونها با مقدار بار الكتريكي منفي الكترونها برابر است، پس اتم مس از نظر بار الكتريكي خنثي خواهد بود.

 

 وسيله هاي آزمايش : دو کره ي فلزي - پايه هاي عايق - تيغه ي پلاستيکي - تيغه ي شيشه اي .
    ١- دو کره ي فلزي را که روي پايه هاي نارسانا ( چوبي ) قرار دارند مطابق شکل ( ٣-٢ الف ) در تماس با يک ديگر قرار دهيد . اگر اين وسيله ها را در اختيار نداريد مي توانيد دو تيغه ي فلزي کوچک را انتخاب و آن ها را توسط دو نخ خشک آويزان کنيد و يا دو کاسه زنگ دوچرخه را روي پايه هاي نارسانا (مثلا" چوبي) نصب کنيد . با تماس دست به آن ها مطمئن شويد که بدون بار الکتريکي اند .
    ٢- يک تيغه ي پلاستيکي را با پارچه ي پشمي مالش دهيد . چه نوع بار الکتريکي پيدا مي کند ، منفي يا مثبت ؟ 
    ٣- مطابق شکل ( ٣-٢ ب ) تيغه ي پلاستيکي را به کره ي A نزديک کنيد . 

شکل ٣-٢- بار دار کردن به روش القا

 ٤- بدون آنکه مکان تيغه ي پلاستيکي را تغيير دهيد ، پايه ي چوبي کره ها را گرفته و دو را از هم جدا کنيد . 
    ٥- تيغه ي شيشه اي را با پارچه مالش دهيد و از گرانيگاه به وسيله ي نخ خشکي آويزان کنيد . تيغه ي شيشه اي داراي چه نوع بار الکتريکي است ؟ 
    ٦- هر يک از دو کره ي A و B را به طور جداگانه به تيغه ي شيشه اي نزديک کنيد .آنچه را که مشاهده مي کنيد ياد داشت کنيد . 

جواب 1و2و3و4: در اثر مالش تيغه پلاستيكي با پارچه پشمي در آن بار منفي ايجاد مي شود. وقتي اين تيغه را كنار كره هاي فلزي بهم چسبيده قرار دهيم،در اثر القاي الكتريكي، بارهاي منفي كره A رانده شده و به سطح دورتر كره B مي روند و در عوض بارهاي مثبت در كره A و در سطح مقابل تيغه جمع مي شوند. اگر در اين حالت كره ها را از هم جدا كنيم، در كرهA بار خالص مثبت و در كره B بار خالص منفي ايجاد مي شوند.

5و6: در اثر مالش تيغه شيشه اي با پارچه پشمي در آن بار مثبت ايجاد مي شود. اگر آنرا آويزان كنيم و كره ها را به ترتيب به تيغه نزديك نماييم مشاهده مي كنيم كره A تيغه را مي راند و كره B تيغه را مي ربايد. اين امر تأييد مي كند كه كره A بار مثبت و كره B بار منفي دارد.