Электрическое поле
Инвентарь для урока:
Бумажный султан ЭлектрометрНа данном уроке пойдет речь о новом для нас понятии и виде материи «электрическом поле». Мы познакомимся с историей его исследования и его основными свойствами.
Особенности взаимодействия заряженных тел
На предыдущем занятии уже обсуждались два различных рода веществ, которые отличаются по свойствам получения и передачи заряда: проводники и диэлектрики. На основании этих свойств устроены приборы по определению наличия и измерению заряда у тел. Однако, по ходу изучения свойств заряженных тел возникает серьезный вопрос: каким образом передается взаимодействие между зарядами и возникает сила электрического притяжения или отталкивания без непосредственного контакта между телами? Т. е. заряженные тела могут находиться на некотором расстоянии, при этом взаимодействовать с определенной силой без непосредственного прикосновения и без наличия какого-либо промежуточного звена друг между другом.
Ранее в процессе изучения физики мы уже привыкли к тому, что если тела взаимодействуют, то они либо обязательно прикасаются друг к другу, например, человек переносит коробку (Слайд 4), либо контактируют через какое-то промежуточное звено, например человек, кидает во что-то камнем (Слайд 5). Во втором случае именно камень будет выступать в роли промежуточного звена, которое передает взаимодействие от бросающего его человека к предмету, в который он попадет.
Происхождение персонажа
Слайд 5-7
Как и многие другие персонажи книги Милна, медвежонок Винни получил имя от одной из реальных игрушек Кристофера Робина (1920—1996), сына писателя. В свою очередь, плюшевый мишка Винни-Пух был назван по имени медведицы по кличке Виннипег (Винни), содержавшейся в 1920-х в Лондонском зоопарке.
Медведица Виннипег (американский чёрный медведь) попала в Великобританию как живой талисман (маскот) Канадского армейского ветеринарного корпуса из Канады, а именно из окрестностей города Виннипега. Она оказалась в кавалерийском полку «» 24 августа 1914 года ещё будучи медвежонком (её купил у канадского охотника-траппера за двадцать долларов 27-летний полковой ветеринар лейтенант Гарри Колборн, заботившийся о ней и в дальнейшем). Уже в октябре того же года медвежонок был привезён вместе с войсками в Британию, а так как полк должен был быть в ходе Первой мировой войны переправлен во Францию, то в декабре было принято решение оставить зверя до конца войны в Лондонском зоопарке. Медведица полюбилась лондонцам, и военные не стали возражать против того, чтобы не забирать её из зоопарка и после войны. До конца дней (она умерла 12 мая 1934 года) медведица находилась на довольствии ветеринарного корпуса, о чём в 1919 году на её клетке сделали соответствующую надпись.
В 1924 году Алан Милн впервые пришёл в зоопарк с четырёхлетним сыном Кристофером Робином, который по-настоящему сдружился с Винни. За три года до этого Милн купил в универмаге Harrods и подарил сыну на его первый день рождения плюшевого медведя фирмы «Альфа Фарнелл». После знакомства хозяина с Винни этот медведь получил имя в её честь. В дальнейшем медведь был «неразлучным спутником» Кристофера: «у каждого ребёнка есть любимая игрушка, и особенно она нужна каждому ребёнку, который один в семье».
В сентябре 1981 года 61-летний Кристофер Робин Милн открыл памятник медведице Винни (в натуральную величину) в Лондонском зоопарке (скульптор Лорн Маккин). В 1999 году канадские кавалеристы из «» открыли там же второй памятник (скульптор Билли Эпп), изображающий лейтенанта Гарри Колборна с медвежонком. Копия последнего памятника воздвигнута также в парке Асинибойн канадского города Виннипег.
Электрическое поле
Слайд 9
В 19 веке английские ученые М. Фарадей (1791–1867) и (1831–1879) пришли к выводу, что существует отличающееся от вещества свойство материи, которое назвали электрическим полем.
Слайд 10
Определение. Электрическое поле – форма материи, посредством которой осуществляется электрическое взаимодействие заряженных тел, оно окружает любое заряженное тело и проявляет себя по действию на заряженное тело.
Исходя из этого определения, можно пояснить принцип взаимодействия двух заряженных тел: вокруг одного заряженного тела образуется электрическое поле и вокруг другого тела образуется свое электрическое поле, поля контактируют, и именно благодаря такому промежуточному звену передается электрическое взаимодействие между заряженными телами.
Опыты по демонстрации действия электрического поля
Для того чтобы убедиться в том, что гипотеза о существовании электрического поля не опровергается экспериментами, можно провести уже знакомый нам опыт. Для этого необходимо взять бумажный султан, закрепленный на металлическом стержне, стеклянную палочку и лист бумаги. После электризации стеклянной палочки путем трения о бумажный лист передадим от нее прикосновением заряд металлическому стержню и увидим уже известный нам эффект – лепестки султана, отталкиваясь друг от друга, начнут подниматься. При этом для демонстрации действия электрического поля необходимо еще раз потереть стеклянную палочку и поднести ее к наэлектризованному султану – мы увидим, как его лепестки начнут отклоняться от палочки – с одной стороны это будет подтверждением известного нам правила, что одноименно заряженные теля отталкиваются, а с другой – что мы имеем возможность наблюдать действие электрического поля.
После наблюдения описанного опыта может возникнуть сомнение, что было продемонстрировано не действие электрического поля, а некоторое свойство воздуха, в котором мы всегда находимся и проводим эксперименты. Чтобы опровергнуть такое толкование электрических взаимодействий, проведем опыт с электрометром. Стандартным образом зарядим электрометр с помощью наэлектризованной стеклянной палочки, а затем поднесем вновь заряженную палочку к стеклу электрометра и, не касаясь его, заметим, что стрелка начнет колебаться, т. е. взаимодействовать с палочкой. Этот опыт доказывает то, что передача электрического взаимодействия не зависит от воздуха, поскольку реагирующая на заряженную палочку стрелка электрометра находится за стеклом.
Поскольку электрическое поле является одним из видов материи, то оно обладает определенными свойствами:
– создается вокруг покоящегося электрического заряда;
– определяется по действию на другой электрический заряд.
Отметим, что понятие электрического поля глобально по отношению ко всем электрическим взаимодействием и все электрические взаимодействия сопровождаются образованием электрического поля.
В дальнейшем мы более подробно остановимся на том факте, что электрическое поля является составной частью более сложного вида материи электромагнитного поля. Но сейчас мы уже можем отметить, что вся материя мира разделяется на два типа: вещество и поле.
На следующем уроке мы познакомимся со строением атомов.
