ЭЛЕКТРОНЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

ТТрежде чем рассказать об открытии электрона, полезно ** будет напомнить кое-что об электрических зарядах и электрическом токе.

Одним из первых успехов науки об электричестве было установление того факта, что в природе существуют два рода электрических зарядов, которые получили на­звание положительного (знак +) и отрицательного (знак —) электричества. Многим из читателей, вероятно, памятны простые школьные опыты с сургучными и сте­клянными палочками, которые приобретают электриче­ские свойства при натирании их мехом или кожей.

Первое, что бросается в глаза в этих опытах, это то, что наэлектризованные тела отталкиваются или притя­гиваются друг к другу.

Электрические заряды взаимодействуют друг с дру­гом по очень простому правилу: между зарядами разных знаков возникают силы притяжения, а между зарядами одного и того же знака—силы отталкивания. И те и другие силы очень быстро убывают с расстоянием. На­пример, если расстояние между зарядами увеличивается в два раза, то сила взаимодействия между ними умень­шается вчетверо; если расстояние возрастает втрое, то сила уменьшается в девять раз и т. д. При возрастании расстояния в сто раз сила уменьшается уже в 10 ООО раз.

По силам, действующим между заряженными телами, можно легко узнать, какой знак имеет заряд; для этого нужно иметь только «пробные заряды» — какие-нибудь лёгкие тела (например, подвешенные на ниточках бу­зинные шарики), которым сообщён заряд уже известного знака. Шарики или отталкиваются от заряженного тела или, наоборот, притягиваются к нему, смотря по тому,

Какого знака заряд этого тела. Посмотрите на рис. 1 и по­пробуйте ответить, какой заряд имеет металлический шар.

С помощью таких пробных зарядов можно решить и более трудную задачу. Допустим, что в картонной ко-

Робке спрятаны два разноимённо заряженных шарика А и Б на расстоянии одного сантиметра друг от друга (рис. 2). Заряды их равны по величине. Каким путём можно узнать, есть ли в коробке заряды и как они распо­ложены?

Поместим положительный пробный заряд в место, обо­значенное буквой Вна расстояние одного сантиметра от шарика Б и, значит, в двух сантиметрах от А. Сила при­тяжения пробного заряда к Б будет вчетверо больше силы отталкивания от А. И хотя сила отталкивания бу­дет уменьшать силу притяжения, всё же наш пробный заряд приблизится к коробочке.

Теперь поместим тот же пробный заряд в место, обо­значенное буквой Г. Положительный заряд, спрятанный в коробке, оттолкнёт его. Таким образом, мы можем за­ключить, что в коробке есть два разноимённых заряда: положительный—слева и отрицательный — справа.

Но если мы будем помещать пробный заряд далеко от коробки, обе силы — и притяжения и отталкивания — будут так малы, что пробный заряд не «почувствует» их действия, тем более, что обе силы направлены в противо­положные стороны. Для успеха этого опыта необходимо применить подходящее «пробное тело» и поднести его до­статочно близко к исследуемым зарядам.

Опыт показывает, что при трении любых двух тел электризуются всегда оба тела и таким образом, что за­ряды обоих тел равны по величине и противоположны по знаку. Это сразу наводит на мысль, что при трении заряды не создаются вновь, а просто разделяются. Иными словами, всякое незаряженное тело заключает в себе равное количество положительных и отрицатель­ных зарядов. При трении часть зарядов переходит от од­ного тела к другому, и тела оказываются заряженными разноимённо.

Особую роль в развитии науки сыграло изучение дви­жения зарядов внутри вещества — электрического тока. Практическое использование электричества почти цели­ком основано на применении электрического тока, по­этому развитие науки об электричестве шло в тесной связи с электротехникой.

Было установлено, что среди различных веществ имеются проводники электрического тока и изоляторы; что вблизи проводника, по которому течёт ток, обнару­живаются магнитные силы, а внутри самого проводника непрерывно выделяется тепло.

Электрический ток был быстро внедрён в практику: с помощью тока были получены новые элементы (калий,
натрий), русский учёный академик В. В. Петров в 1802 г. открыл электрическую дугу (дуга Петрова), появились телеграф и телефон; благодаря трудам русских изобре­тателей Яблочкова и Ладыгина получило широкое рас­пространение электрическое освещение; появились мощ­ные электростанции: заводы стали оснащаться электро­двигателями. Девятнадцатый век стали по праву назы­вать веком электричества.

Для развития электротехники необходимо было глу­бокое понимание природы электрических явлений. Учё­ные неутомимо занимались их изучением.

Важнейшим успехом науки в этой области надо счи­тать открытие электронов и выяснение их роли во всех электрических явлениях.