در این فیلم آموزشی به موضوع رانش و ربایش در بار الکتریکی پرداخته شده است.
ربایش و رانش بار الکتریکی
فصل اول کتاب فیزیک یازدهم رشته تجربی و ریاضی به موضوع الکتریسینه ساکن می پردازد. نخستین مبحثی که در این بخش با آن آشنا می شویم بار الکتریکی می باشد.
همان طور که می دانیم، دو بار ناهمنام یکدیگر را جذب و دو بار همنام یکدیگر را دفع می کنند. مورد دیگری وجود دارد و آن این است که جسم باردار و خنثی نیز یکدیگر را جذب خواهند کرد. به طور مثال فرض کنید یک میله با بار منفی را به یک جسم خنثی نزدیک کنیم. اگر جسم خنثی، رسانا باشد به خوبی القا در آن اتفاق خواهد افتاد. اگر جسم بدون بار، رسانا نباشد، در اینجا هم کمی بارهای همنام نزدیکتر و بارهای ناهمنام دورتر می نشینند. این موضوع به صورت به هم خوردن تقارن بارهای منفی و مثبت درون مولکول ها یا اتم ها رخ خواهد داد. بنابراین زمانی که رانش الکتریکی مشاهده کنیم، حتما بار همنام وجود داشته است. ولی در حالت ربایش دو حالت ممکن است رخ دهد:
- بار ناهمنام
- یک جسم باردار و یک جسم خنثی.
برای آشنایی بیشتر یک مثال از بار الکتریکی به شما ارائه می شود:
بین دو جسم A و B ربایش الکتریکی و بین B و C رانش الکتریکی مشاهده می‌شود. کدام مورد یا موارد زیر درست است؟
- B ممکن است خنثی باشد.
- A ممکن است خنثی باشد.
- C ممکن است A را دفع کند.
- C باردار است.
- A و C یکدیگر را جذب می کنند.
پاسخ : هنگامی که گفته شده بین دو جسم A و B ربایش الکتریکی وجود دارد، بنابراین نتیجه می شود، حداقل یکی از این اجسام باردار است. زمانی که بیان شده بین B و C رانش الکتریکی مشاهده می شود، بنابراین B و C دارای بار همنام هستند. لذا برای A دو حالت ممکن است:
- ناهمنام B و C
- خنثی
با توجه به نکات بالا، گزینه یک غلط است. زیرا B حتما باید باردار باشد. گزینه 2 صحیح است. زیرا یکی از حالات ممکن برای A، خنثی بودن است. گزینه C غلط است. زیرا A یا خنثی یا ناهمنام C است، بنابراین A حتما توسط C جذب خواهد شد. گزینه 4 صحیح است. چون C باید حتما باردار باشد. گزینه 5 نیز کاملا صحیح است. زیرا A و C حتما همدیگر را جذب خواهند کرد.
دو بار همنام یک دیگر را دفع و دو بار ناهمنام یکدیگر را جذب می کنند.
تست بار الکتریکی
برای آشنایی بیشتر با بارالکتریکی به تستی درباره آن توجه نمایید:
یک میله نارسانای دارای بار مثبت را به کلاهک یک برق نمای بدون بار نزدیک می کنیم ( تماس نمی دهیم) بار کلاهک دستگاه ………….. می شود و با نزدیک کردن بیشتر میله به کلاهک دستگاه مقدار بار روی تیغه ها ………….. می شود.
- مثبت – بیشتر
- منفی – بیشتر
- مثبت – کمتر
- منفی – کمتر
پاسخ: اگر کلاهک، میله وسط و کناری هیچ باری نداشته باشند، در آن صورت تیغه ها بسته هستند. وقتی که کلاهک باردار می شود، قسمت های پایین، بار همنام پیدا خواهند کرد و تیغه ها باز خواهند شد. هر چقدر بار قسمت های پایین بیشتر شود، انحراف تیغه ها از یکدیگر زیادتر خواهد شد. اگر میله با بار مثبت را به آن نزدیک کنیم، باعث می شود در کلاهک دستگاه بار منفی القا شود و هر دو تیغه های پایین بار مثبت پیدا خواهند کرد. بنابراین بار کلاهک دستگاه منفی خواهد شد. هر چقدر میله به کلاهک نزدیکتر شود، مقدار بار القایی نیز بیشتر شده و در نتیجه تیغه ها از یکدیگر بازتر خواهند شد. بنابراین با نزدیک کردن بیشتر میله به کلاهک دستگاه مقدار بار روی تیغه ها بیشتر خواهد شد. لذا گزینه 2 پاسخ صحیح می باشد.
به منظور یادگیری بیشتر موضوع بار الکتریکی و مشاهده توضیحات همراه با تصاویر و نکات آن بهتر است ویدئو آموزشی را مشاهده کنید.
سوالات متداول
در هنگام مشاهده رانش الکتریکی، قطعا دو جسم دارای بار همنام بوده اند. ولی در حالت ربایش امکان رخ دادن دو حالت وجود دارد: 1- دو جسم دارای بار ناهمنام باشند 2- یک جسم باردار و دیگری خنثی باشد.
دو بار ناهمنام یکدیگر را جذب و دو بار همنام یکدیگر را دفع خواهند کرد. همچنین دو جسم باردار و خنثی نیز یکدیگر را جذب خواهند نمود.
