Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3811 Název DUM: Elektroskop a jednotka elektrického náboje Číslo DUM: III/2/FY/2/2/4 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Elektrické a magnetické jevy Autor: Mgr. Petra Kejkrtová Anotace: Žák se seznámí s elektroskopem a jeho principem měření. Naučí se určovat zda je těleso el. nabité. Seznámí se s jednotkou el. náboje a s principem uzemňování. Klíčová slova: Elektroskop, princip elektroskopu, nabíjení elektroskopu, Van de Graaffův generátor. Metodické pokyny: PC, DTP, metodické pokyny jsou součástí materiálu Druh učebního materiálu: Prezentace doplněná fotografiemi a úkoly. Druh interaktivity: Kombinovaná Cílová skupina: Žák 8. ročníku Datum vzniku DUM: 23.8.2013
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Petra Kejkrtová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).
Zopakujte si! Už jsme se naučili, že některá tělesa se dají např. vzájemným třením zelektrovat. Tělesa mohou být zelektrována kladně nebo záporně. Kladně zelektrovaná tělesa obsahují kladné ionty. Záporně zelektrovaná tělesa obsahují záporné ionty. Naučíme se určovat, zda je těleso nabité. Naučíme se určovat, zda je těleso nabité kladně nebo záporně.
Elektroskop je přístroj určený k indikaci a měření elektrického náboje. Elektroskopem můžeme zjistit, zda je těleso elektricky nabité, dokonce zda je nabité kladně, nebo záporně. Ve škole se nejčastěji používá elektroskop s otočnou ručkou.
nehybná kovová tyčka plastová tyč - otáčivá ručka podstavec z izolantu
skleněná tyč nehybná kovová tyčka kovová skříňka + prstenec z izolantu kovová otáčivá ručka stupnice stojan z izolantu
Desky elektroskopu se dotkneme kladně nabitou skleněnou tyčí. Ke kladně nabité skleněné tyči jsou přitahovány volné elektrony z kovové desky. Část elektronů přejde na tyč. V desce, ručce i nehybné tyčce vznikne přebytek kladného náboje jsou kladně nabité. Kladně nabitá tyčka a souhlasně nabitá ručka se vzájemně odpuzují. Ručka ukáže výchylku.
Desky elektroskopu se dotkneme záporně nabitou plastovou tyčí. Na plastové tyči je přebytek volných elektronů. Část elektronů přejde na desku elektroskopu. V desce, ručce i nehybné tyčce vznikne přebytek záporného náboje jsou záporně nabité. Záporně nabitá tyčka a souhlasně nabitá ručka se vzájemně odpuzují. Ručka ukáže výchylku.
Nabijeme elektroskop např. záporným elektrickým nábojem.(obr.a) Dotkneme se elektroskopu zkoumaným tělesem. Pokud se výchylka ručky elektroskopu zvětší, má zkoumané těleso souhlasný náboj záporný.(obr. b) Pokud se výchylka elektroskopu zmenší, má zkoumané těleso opačný náboj kladný.(obr. c) a) b) c)
K snadnějšímu nabíjení těles dostatečně velkým nábojem budeme používat Van de Graaffův generátor. Otáčením kliky generátoru vyrábíme elektrický náboj. Jednu elektrodu generátoru spojíme s deskou elektroskopu. Ručička ukáže výchylku. Při dalším otáčení kliky se výchylka zvětšuje. Náboj na elektroskopu se zvětšuje.
Van de Graaffův generátor Je to elektrostatický stroj, který umožňuje nabíjet kovovou kouli na velmi vysoké napětí. Princip: Otáčením nevodivého pásu (nejčastěji gumového) přenášíme kladný náboj, který získáváme třením do vnitřku kovové koule. Tady je odebírán a odváděn na povrch koule. Vybitá část se pak vrací k novému nabití.
Pomocí výchylky ručky na elektroskopu usuzujeme na velikost elektrického náboje na desce daného elektroskopu. Nejmenším nábojem, který lze změřit, je náboj elektronu elementární elektrický náboj e Jednotkou elektrického náboje je coulomb [kulomb] Značka: C Platí: 1 C = 6. 10 18 e
Dotkneme se rukou záporně zelektrovaného elektroskopu. Přes naše tělo přejde část volných elektronů do země. Dotkneme se rukou kladně zelektrovaného elektroskopu. Ze země přejde část volných elektronů přes naše tělo na desku elektroskopu. Těleso se stane elektricky neutrálním. Uzemnili jsme ho.
Otázky a úkoly: 1. Co je to elektroskop? Přístroj určený k indikaci a měření elektrického náboje. 2. Popiš princip elektroskopu. 3. Jak se určí druh elektrického náboje? 4. Pomocí čeho se nabíjí elektroskop? Van de Graaffova generátoru. 5. Jaká je jednotka elektrického náboje? 1 C [coulomb] 6. Popiš uzemnění elektroskopu.
JARED C. BENEDICT. wikimedia: Vandg.generátor [online]. [cit. 21.8.2013]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unportedna WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:van_de_graaff_generator_sm.jpg GONFER00. wikimedia: generátor [online]. [cit. 21.8.2013]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Genericna WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:van_de_graaf_generator.svg