Мешок Фарадея
Вопрос о распределении электрического заряда в проводниках входит в программу курса физики, начиная с XIX века, по настоящее время. В связи с этим в разное время создавались разнообразные приборы для демонстрации распределения электрического заряда по поверхности металлического проводника.
1. Электрический шар,
2. Сетчатый цилиндр,
3. Сетка Кольбе,
4. Кондуктор Кольбе,
5. Шариковые кондукторы.
Описание оригинального опыта с прибором (рис.1), придуманным М. Фарадеем, можно найти в учебниках физики второй половины 19 века. На изолированной подставке укреплено металлическое кольцо, к которому пришит конический мешочек из кисеи. С помощью шелковой нити, идущей по оси конуса (рис.2), мешочек можно вывернуть.
 |
| Рисунок 1. Внешний вид прибора Фарадея. Высота 40 см. Диаметр латунного кольца 10 см. Бирка из картона с текстом VI/241 |
 |
| Рисунок 2 |
Такое описание вызывает много вопросов: Каким способом заряжали металлическое кольцо? Как мог распространяться заряд по непроводящей тонкой ткани? Как фиксировалось наличие заряда на пробном кружочке? Проверялось ли наличие заряда на внутренней и внешней поверхности мешка до и после выворачивания конуса?
Остановимся на решении двух первых вопросов. Информация об опыте и приборе Фарадея взята из двух источников: в третьем томе учебника физики французских авторов Жамена и Вюльнера (1867) и руководстве московских авторов Малинина и Буренина (1868). Время издания учебников позволяет определить способ зарядки латунного кольца – это, скорее всего, электрическая машина с трением, т.к. мощные электрофорные машины были изобретены позднее.
Михаил Фарадей занимался разнообразными экспериментальными исследованиями по электричеству, в частности поиском электролитов, проводящих слабые токи. Поэтому можно предположить, что тонкий полотняный конус-мешочек перед опытом смачивался подходящим электролитом, о которых Фарадей писал: «Некоторые из вышеупомянутых веществ весьма замечательны по своей проводящей способности. Так обстоит дело с раствором сернистого калия и с азотистой кислотой, по огромной величине этой способности»[2]. Логично предположить, что для опытов использовался дешевый материал – белое полотно, которое с течением времени приобрело бурый цвет.
Примечание: поверхность полотна имеет горький вкус.
Органайзер исследователя
1. Изучите статью о простом оборудовании по электростатике и объясните, как фиксировалось наличие заряда на пробном кружочке?
2. После 1860-ых в школьных учебниках физики опыт с прибором Фарадея не упоминается. Разъясните, с чем это может быть связано?
[1] Пробный кружок – кружок, изготовленный из листового золота и укрепленный на каучуковой палочке
[2] М. Фарадей. Экспериментальные исследования по электричеству. Т.II. – Изд. академии наук СССР, 1951
|
|
|