ЧАСТИЧКИ АТОМОВ
Встречаемся ли мы в жизни с частичками атомов? Да. Мы пользуемся услугами атомных частичек на каждом шагу!
Частички атомов, двигаясь по металлическим проводам, передают энергию, вырабатываемую на электростанциях, по всем уголкам страіньї; они разогревают тоненькую спиральку электрической лампочки, заставляя её ярко светиться; они вращают моторы.
Движение атомных частиц в радиолампах позволяет с помощью радиоволн передавать человеческую речь и музыку на большие расстояния.
Налетая с огромной скоростью на металлическую поверхность, атомные частицы рождают рентгеновы лучи.
Электронный микроскоп, дающий увеличение в сотни тысяч раз, и телевизионные трубки, воспроизводящие изображения, передаваемые по радио, — и здесь основная работа совершается частицами атомов.
Трудно в наши дни назвать все полезные применения атомных частичек! Эти атомные частицы являются электрическими частицами.
И
О свойствах этих мельчайших частичек вещества мы и расскажем сейчас подробнее. Для этого напомним коротко основные сведения об электрических зарядах 1).
|
Рис. 4. Заряженные шарики. Слева шарики заряжены одноимёнными, справа — разноимёнными электрическими: зарядами. |
|
Рис. 5. Сила, действующая на различные заряды между заряженными пластинками. Величина правого, положительного заряда вдвое больше среднего. Величина силы показана условно натяжением пружинных весов. |
Существует два рода электричества. Они названы положительным и отрицательным электр ичеством. Э л ек - тричеокие заряды одинакового рода, как говорят, «одноимённые» з ар яды, отта лкив а ются друг от друга; «разноимённые» — притягиваются (рис. 4).
Если соединить одинаков ы е количеств а
Разноимённых зарядов, то они погасят друг друга. Тело, которому были переданы оба заряда, окажется незаряженным, или, как говорят, «нейтральным», как будто на нём никакого заряда и не было.
Силы, действующие между электрическими зарядами, зависят от расстояния между зарядами, знака зарядов и от их величины. Если увеличить р асстояние между зарядами, находящимися на двух маленьких шариках, в два раза, силы уменьшатся в четыре раза, если увеличить расстояние в три раза, силы уменьшатся в
^ Подробнее об этом см. брошюру Э. И. Адирювггч, «Электрический ток» в серии «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата.
Девять раз, и т. д. От величины зарядов сила, действующая между ними, зависит так, как это показано на рисунке 5. На нём изображены две пластинки. Верхняя заряжена положительным электричеством, нижняя — таким же количеством отрицательного электричества. Между пластинками находятся шарики, обладающие зарядами различной величины и знака. Первый шарик слева обладает отрицательным зарядом; он отталкивается от одноимённо заряженной нижней пластинки и притягивается к верхней. Средний обладает зарядом такой же величины, но положительным ; электр ическая
|
Рис. 6. Действие электрического тока на магнитную стрелку и неподвижный заряд. |
Сила тянет его вниз. Правый заряжен тоже положительно, но заряд его по величине вдвое больше, и сила, действующая на него, вдвое большая. Сила, действую - щая на заряженные шарики, изображена условно натяжением пружинных весов.
В повседневной жизни нам приходится гораздо чаще сталкиваться не с неподвижными электрическими зарядами, но с так называемым электрическим током, то-есть с зарядами, движущимися по металлическим проводам.
Сделаем кольцо из куска проволоки и присоединим его к батарейке от карманного фонарика (рис. 6). По проволоке потечёт электрический ток — поток множества отрицательно заряженных частичек. Легко проверить, что проволока останется при этом электрически нейтральной — заряженный шарик, куда бы его ни поместили, останется неподвижным. Проволока останется нейтраль; ной, потому что количество отрицательных зарядов, содержащихся в её веществе, не изменилось — сколько зарядов попадает в неё с одного конца, столько же уходит со второго. Так, количество воды в водопроводной трубе не меняется от того, движется вода в ней или стоит. Но если мы поместим в центре кольца магнитную стрелку
(стрелку компаса), мы обнаружим удивительное явление. Пока по проволоке ток не течёт, концы стр-елки направлены один на север, другой на юг. Но вот по проводу пущен ток. Стрелка дёрнется и, чуть поколебавшись, повернётся вдоль оси кольца, как это показано на рисунке.
|
Рис. 7. Действие магнитных сил на движущиеся заряды. Пути заряженных частиц между полюсами магнитов показаны линиями. Магнитная стрелка показывает направление магнитных сил. |
Будем поворачивать кольцо. Стрелка будет поворачиваться вместе с ним, как привязанная. И она действительно «привязана» магнитными силами, порождаемыми электрическим током.
Итак, электрический ток создаёт вокруг себя магнитные силы. Они действуют на магнитную стрелку, но не действуют на заряженный шарик. Всегда ли? Оказывается., нет: только в том случае, если заряженный шарик неподвижен. На рисунке 7 показано, как действуют магнитные силы на движущиеся заряды разных знаков. Заряды, движущиеся между полюсами магнитов, отклоняются. Положительные заряды отклоняются в одну сторону, отрицательные — в другую. При этом скорость зарядов не меняется, меняется только направление их движения. Отклонение зарядов магнитными силами тем больше, чем меньше скорость зарядов и чем меньше их масса.
Этих кратких сведений об электричестве нам достаточно для того, чтобы разобраться в дальнейшем.
