Что такое статическое электричество и как оно возникает. Какие интересные явления связаны со статическим электричеством. Как статическое электричество влияет на нашу повседневную жизнь. Может ли статическое электричество быть опасным или полезным.
Что такое статическое электричество и как оно возникает
Статическое электричество — это накопление электрического заряда на поверхности объектов. Оно возникает в результате трения или контакта между различными материалами, при котором происходит перераспределение электронов.
Основные способы возникновения статического электричества:
- Трение между диэлектриками (например, расческа о волосы)
- Контакт и разделение двух различных материалов
- Индукция от уже заряженного объекта
При этом на одном объекте образуется избыток электронов (отрицательный заряд), а на другом — их недостаток (положительный заряд). Эти разноименные заряды стремятся нейтрализоваться, что и приводит к возникновению статического электричества.
Интересные явления, связанные со статическим электричеством
Статическое электричество проявляется во многих знакомых нам явлениях:
- Волосы «встают дыбом» при расчесывании или снятии шапки
- Легкие предметы (пылинки, бумажки) притягиваются к наэлектризованным объектам
- Искры и потрескивание при снятии синтетической одежды
- Прилипание воздушных шариков к стене после натирания
- Удар током при касании металлических предметов
Все эти эффекты объясняются накоплением и последующим разрядом статического электричества между объектами с разными зарядами.
Влияние статического электричества на повседневную жизнь
Хотя статическое электричество часто кажется безобидным, оно может создавать некоторые неудобства в быту:
- Прилипание одежды к телу
- Спутывание и электризация волос
- Притягивание пыли к поверхностям
- Неприятные разряды при касании металлических предметов
- Помехи в работе электронных устройств
В промышленности статическое электричество может вызывать более серьезные проблемы, такие как возгорание легковоспламеняющихся веществ или повреждение электронных компонентов.
Опасности, связанные со статическим электричеством
В некоторых ситуациях накопление статических зарядов может представлять опасность:
- Возгорание или взрыв при искровом разряде вблизи горючих веществ
- Повреждение чувствительной электроники
- Нарушение работы медицинского оборудования
- Дискомфорт и испуг от неожиданных разрядов
Поэтому в определенных условиях (например, на производстве или в медицинских учреждениях) принимаются специальные меры по снижению статического электричества.
Полезное применение статического электричества
Несмотря на некоторые неудобства, статическое электричество нашло и полезное применение в различных областях:
- Электростатические фильтры для очистки воздуха
- Электростатическое напыление краски в промышленности
- Копировальные аппараты и лазерные принтеры
- Системы пылеудаления
- Получение электроэнергии из статических зарядов
Таким образом, изучение и контроль статического электричества позволяет не только избегать его негативных эффектов, но и использовать его свойства с пользой.
Как защититься от статического электричества
Существует ряд способов уменьшить воздействие статического электричества в повседневной жизни:
- Использовать антистатические спреи для одежды и волос
- Увлажнять воздух в помещениях
- Носить одежду из натуральных материалов
- Использовать увлажняющие средства для кожи
- Касаться металлических предметов для разрядки
В промышленности применяются более сложные методы нейтрализации статических зарядов с помощью специального оборудования.
Занимательные эксперименты со статическим электричеством
Статическое электричество позволяет провести множество интересных и наглядных опытов:
- Притягивание кусочков бумаги наэлектризованной расческой
- «Танцующие» шарики из пенопласта
- Отклонение струи воды заряженной палочкой
- Самодельный электроскоп из фольги
- Светящаяся неоновая лампа от статического заряда
Такие эксперименты помогают лучше понять природу статического электричества и наглядно продемонстрировать его свойства.
Проект по окружающему миру «Статическое электричество»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 1 г. Воронежа
Проект-исследование на тему: «Чудеса статического электричества»
выполнила ученица 2 «Д» класса
МБОУ СОШ № 1 с УИОП
Дробышева Олеся
Руководитель проекта: Коробова В.Т.
г. Воронеж, 2018 г.
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ..……………………………………………………………….. ..3
1. Теоретическая часть
1.1. Из истории изучения электричества.………………………… ..5
1.2. Что такое электрон……………………………………………….5
1.
3.
Статическое, или «липкое», электричество.…………………..6
2. Практическая часть: опыты со статическим электричеством……….7
3. Актуальность темы, или практическая полезность статического электричества……………………………………………………………9
4. Всегда ли удобно и полезно статическое электричество…………..10
4.1. Как уменьшить влияние статического электричества на человека……………………………………………………………10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.……………………………………………………………..11
5. Выводы………………………………………………………….……..11
ЛИТЕРАТУРА..………………………………………………………………12
ПРИЛОЖЕНИЯ..……………………………………………………….…… 13
Приложение 1…………………………………………………………….13
Приложение 2…………………………………………………………….14
Приложение 3………………………………………………………….…15
Приложение 4…………………………………………………………….16
Приложение 5………………………………………………………….…17
Приложение 6………………………………………………………….…18
Приложение 7………………………………………………………….
…19
Введение
Вокруг нас происходит много интересного. Я заметила, что, когда снимаешь свитер, он трещит и что-то сильно щелкает по носу, когда долго расчесываешь сухие волосы, они поднимаются вверх за расческой. На свои расспросы от родителей я слышала один ответ: предметы наэлектризовались, электричество будете изучать в школе на уроках физики. Я решила, не дожидаясь 7 класса, обязательно разобраться с возникающими у меня вопросами об электричестве! Это и послужило основанием для выбора темы исследования.
Объект исследования: статическое электричество.
Предмет исследования: образование статического электричества в окружающей среде.
Гипотеза исследования: статическое электричество образуется в результате трения некоторых предметов друг о друга и из этого «липучего» электричества можно извлечь пользу.
Для проверки моей
гипотезы мною были определены цель и задачи исследования, а также проведен ряд
опытов.
Цель исследования: изучить причину образования статического электричества.
Задачи исследования:
1. Узнать, что такое статическое электричество.
2. Выяснить причину возникновения статического электричества.
3. Провести опыты, доказывающие существование статического электричества.
Для их решения я выполнила следующую работу:
4. Расспросила старшую сестру и провела с ней опыты.
5. Читала статьи об электричестве в детских энциклопедиях.
6. Искала информацию в Интернете.
7. Посмотрела познавательные мультфильмы про электричество («Покорители молний», «Фиксики и электричество», «Пин-код: Электробитва»).
Методы и приемы исследования: наблюдение, эксперимент.
Оборудование: пластмассовые линейка
и расчёска, бумажные салфетки, полиэтиленовый пакет, воздушные шарики,
стеклянная банка, картон, карандаш, металлическая проволока длиной 15 см,
тонкая алюминиевая фольга, скотч.
Практическая значимость: результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире, помогут в повседневной жизни, полученные знания можно использовать для сообщений и докладов на уроках курса «Окружающий мир» и для проведения фокусов на внеклассных мероприятиях и украшения школьных помещений.
Результаты работы представлены в презентации.
1. Теоретическая часть:
1.1. Из истории изучения электричества
Ослепительная вспышка, огненный зигзаг молнии, раскат грома. Тысячелетиями люди наблюдали эти грозные явления природы, не понимали их и поэтому боялись.
Лишь около 200 лет назад люди научились
использовать электрические силы природы, заставили электричество служить себе.
И сейчас очень сложно представить жизнь современного человека без электричества:
сегодня его используют не только для освещения, но и для передачи информации
(телефон, телевидение), в бытовой технике (утюг, стиральная машина), на
транспорте (троллейбус, метро, электричка).
А начиналась наука об электричестве с изучения статического электричества.
Еще в Древней Греции заметили, что если потереть палочку из янтаря о шерсть, то палочка окажется заряженной: она начнет притягивать к себе пушинки, соломинки, волосы. Древние греки, называли янтарь «электроном», что значит «солнечный камень». Отсюда и произошло, правда, намного позже, само слово «электричество».
1.2. Что такое электрон
Все, что нас окружает, состоит из атомов — частиц настолько малых, что разглядеть их можно только с помощью специального микроскопа. Но сами атомы состоят из еще меньших частиц — протонов, нейтронов и электронов.
Протоны и нейтроны образуют ядро атома (его центр), а электроны вращаются вокруг этого ядра, как планеты вокруг Солнца. Протоны и электроны несут электрические заряды: протоны имеют положительный заряд (+), электроны — отрицательный (-).
Именно поэтому
электроны удерживаются в атоме: положительный и отрицательный заряды притягивают
друг друга.
1.3. Статическое, или «липкое», электричество
Электроны могут покидать свои атомы.
Когда человек идёт по ковру, определенное количество электронов переходит от ковра к его телу. Теперь человек заряжен отрицательно, то есть у него есть дополнительные электроны. Когда человек касается металлической дверной ручки, электроны «перепрыгивают» на неё, а человек получает удар током.
Словом, электрический заряд можно получить за счёт трения.
Подтвердим нашу гипотезу с помощью опытов
2. Практическая часть: опыты со статическим электричеством
Опыт № 1 «Статическое напряжение возникает вследствие трения» (Приложение 1)
Материалы: пластмассовая линейка, мелкие кусочки бумажки, полиэтиленовый пакет.
Ход работы
1.
Возьмем
пластмассовую линейку и поднесем к мелко нарезанным кусочкам бумаги. Ничего не
происходит.
Значит, в обычном состоянии пластмассовая линейка электрически
нейтральна.
2. Натрем пластмассовую линейку полиэтиленовым пакетом или шерстяной варежкой. Частички бумаги тут же притянутся к ней. Это означает, что палочка наэлектризовалась.
Вывод: электризация происходит вследствие трения.
Опыт № 2 «Два вида зарядов» (Приложение 2)
Каким будет заряд – отрицательным или положительным, — зависит от материалов подвергающихся трению.
Материалы: пластмассовая расческа, мелкие кусочки бумажки.
Ход работы
1. Поскольку волосы вырабатывают статическое напряжение лучше, чем ткань, возьмём пластмассовую расческу, расчешем ею свои волосы примерно 20 раз и поднесем к мелким кусочкам бумаги. Увидим, что расчёска, у которой отрицательный заряд будет притягивать и удерживать небольшие клочки бумаги.
2.
Потом
тоже самый эксперимент проделаем с резиновым мячиком. Бумажки остались лежать
на своих местах. Потому что свои электроны резина «не отдаёт», они только
«разбегаются» в разные стороны.
Поэтому резину используют для изоляции
электричества.
Вывод: электричество уже присутствует в атомах материалов. Трение заставляет заряды (электроны), перемещаться от одного материала к другому. Материал, получивший дополнительные электроны, приобретает отрицательный заряд. Материал, у которого стало меньше электронов, становится положительно заряженным.
Опыт № 3 «Притяжение и отталкивание» (Приложение 3)
Разные заряды притягиваются, а одинаковые заряды отталкиваются.
Материалы: два воздушных шарика, шерстяная ткань, лист бумаги.
Ход работы:
1. Надуем два воздушных шарика и привяжем их к двум концам одной нити.
2. Потрем оба шарика о собственные волосы. Возьмём за середину нити так, чтобы оба шарика повисли на одном уровне и увидим, что шарики отталкиваются друг от друга.
3. Вставим между шариками лист бумаги…- шарики сближаются!
Вывод: предметы, наэлектризованные
одинаково, приобретают одинаковый заряд.
А так как одноимённые заряды
отталкиваются, то шарики, оба имеющие отрицательный заряд, удаляются друг от
друга. Лист бумаги не наэлектризован, он имеет одинаковое количество
отрицательных и положительных зарядов; его положительные заряды притягивают
отрицательные заряды шариков.
Опыт № 4 «Принцип образования статического напряжения» (Приложение 4)
Чтобы проверить, насколько хорошо предметы удерживают заряд, смастерим электроскоп. Электроскоп – это прибор, способный показать присутствие электрического заряда, а также накапливать статическое электричество.
Материалы: стеклянная банка, картон, карандаш, кусок толстой металлической проволоки длиной 13-15 см, тонкая алюминиевая фольга, скотч, пластмассовая расчёска.
Ход работы:
1.
Сначала
мастерим электроскоп: обводим карандашом на листе картона горло банки и вырезаем
из картона получившийся кружок. Согнём проволоку в петлю и просунем её концы
сквозь картон. Концы должны подниматься над картоном на 2,5 см.
Скатаем фольгу
в шарик и прикрепим его к концам проволоки. Отрежем полоску фольги около 10 см
длиной и 1 см шириной. Согнутую пополам фольгу повесим на петлю из проволоки.
Теперь скотчем прикрепим крышку к банке. Фольга должна висеть в центре банки,
не касаясь стекла!
2. Теперь приступаем к эксперименту: пластмассовую расчёску потереть 5-1- раз о свитер или волосы. Медленно поднести заряженную расчёску к шарику из фольги на крышке элекроскопа. Оба конца фольги поднимутся. Чем ближе расчёска, тем выше они поднимаются.
3. Если, удерживая расчёску рядом с шариком из фольги, свободной рукой дотронуться до шарика, то оба конца фольги возвращаются в исходное положение. Медленно отведём расчёску от электроскопа: фольга снова поднимется и вернётся в исходное положение.
Вывод: отрицательные заряды
притягиваются к шарику из фольги положительными зарядами расчёски. Теперь обе
полоски фольги заряжены положительно и расходятся в разные стороны. Если нажать
на шарик из фольги, отрицательные заряды вернуть их в прежнее положение.
3. Актуальность темы, или практическая полезность статического электричества
После изучения теории статического напряжения мы с сестрой решили применить свои знания на практике и подготовить несколько фокусов, которые можно продемонстрировать на внеклассном мероприятии.
Фокус № 1 «Весёлый хоровод» (Приложение 5)
Из одного слоя трехслойной салфетки вырезали девочек и разложили на столе друг за другом. Поднесли наэлектризованную о волосы расчёску к ним, и девочки «встали в хоровод». Получилось очень весело!
Фокус № 2 «Мамины помощницы» (Приложение 6)
На тарелке рассыпали на лист бумаги и перемешали соль и перец. Затем воздушный шарик потерли о собственные волосы и поднесли к нашему «блюду». Перец начал притягиваться к шарику, а соль нет (в ней электроны перемещаются плохо). Вот бы статическое напряжение в помощь Золушке!
Фокус № 3 «Украшаем зал к празднику» (Приложение 7)
Обычно в школе или
детском саду зал к празднику украшают шарами, наполненными гелием.
Такие шары
смотрятся просто волшебно! Но это под силу взрослым, поскольку является
финансово затратным делом.
Мы надули несколько воздушных шариков, привязали к ним красивые ленточки, потёрли шары о собственные волосы, и шары взлетели и «прилипли» к потолку, будто их наполнили газом. Очень красиво!
4. Всегда ли удобно и полезно статическое электричество
1. Статическое электричество приносит много неудобств человеку и дома (начинаешь протирать пыль с телевизора, можешь получить «щелчок»; платье «липнет» к ногам), и на производстве (на швейной фабрике заряженную ткань трудно раскраивать, кроме того, она сильно загрязняется, потому что к ней притягивается пыль).
2.
Помимо «неприятностей»
статическое электричество приносит и много пользы: в медицине его используют
для создания лекарственных аэрозолей. Также при помощи статического
электричества получают очень красивые ткани типа бархата, и можно красиво, без разводов покрасить
автомобиль.
4.1. Как уменьшить влияние статического электричества на человека
Если вас дома сильно «докучает» статическое электричество, воспользуйтесь следующими советами:
1. Старайтесь меньше носить одежды из синтетических тканей.
2. Одежду обрабатывайте «антистатиками» (это специальные химические вещества, которые можно купить в любом хозяйственном магазине).
3. Снимайте избыточный электростатический заряд с тела (принимать водные процедуры, ходить босиком).
4. Чаще проветривайте помещения и делайте в них влажную уборку, увлажняйте воздух в помещении с помощью специальных устройств.
Заключение
В работе над темой, мне удалось достичь поставленной цели и подтвердить свою гипотезу.
Я узнала, что такое статическое электричество, с помощью опытов проверила некоторые его свойства, познакомилась с интересными фактами использования статического электричества.
Проведенные мною опыты послужили основой
для показа фокусов.
5. Выводы
1. Первыми открыли явление статического электричества древние греки.
2. Статическое электричество – «электричество от трения», оно возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя объектами.
3. Статическое электричество может быть верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать.
4. От статического электричества можно легко избавиться, придерживаясь простых правил.
Литература:
1. Детская энциклопедия Что такое. Кто такой. Том 3. –М., Педагогика,
1978.- 256 с.
2. Сикорук Л.Л. Физика для малышей / Л.Л. Сикорук. – М., Педагогика,
1979.- 168 с.
3. Галилео. Наука опытным путем, ДеАгостини, 2011.
Мультфильмы:
— «Повелители молний»: https://www.youtube.com/watch?v=9RsZs805Z6A;
— «Приключения
электромонтеров» (учебный фильм по технике безопасности:
https://www.
youtube.com/watch?v=2TLn3d1MKck;
— «Пин-код: Электробитва»: https://www.youtube.com/watch?v=9u-zEcA5Z0s;
— «Фиксики и электричество»: https://www.youtube.com/watch?time_continue=26&v=x3zU_FykeoQ;
— «Академия занимательных наук. Физика»: http://www.radostmoya.ru/project/akademiya_zanimatelnyh_nauk_fizika/video/?watch=elektron_i_stroenie_atoma.
Приложение 1
Опыт № 1 «Статическое напряжение возникает вследствие трения»
Приложение 2
Опыт № 2 «Два вида зарядов»
Приложение 3
Опыт № 3 «Притяжение и отталкивание»
Приложение 4
Опыт № 4 «Принцип образования статического напряжения»
Приложение 5
Фокус № 1 «Весёлый хоровод»
Приложение 6
Фокус № 2 «Мамины помощницы»
Приложение 7
Фокус № 3 «Украшаем класс к празднику»
Исследовательский проект «Статическое электричество в нашей жизни»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
г.
Новосибирска
«Средняя общеобразовательная школа № 158»
Калининский район
Секция: окружающий мир
Научно – исследовательская работа
по теме:
«Статическое электричество в нашей жизни»
Выполнил: Калашников Артём Александрович,
ученик 3А класса
Руководитель: Гребенщикова Наталья Викторовна,
учитель начальных классов
высшей квалификационной категории,
контактный телефон: 276-35-21
Новосибирск, 2018
Содержание
Введение…………………………………………………………………… 3
1.Теоретическая часть…………………………………………………… 4
1.1. Статическое электричество……………………………………………4
1.2. Как происходит электризация…………………………………………6
2. Практическое изучение статического электричества ………………… 7
2.
1.Опыты со статическим электричеством……………………………… 7
2.2 Социологическое исследование ……………………………………….11
3. Роль статического электричества в окружающей среде………….12
3.1. Когда электризация тел вредна………………………………………..12
3.2. Когда электризация тел полезна…………………………………………………… 13
4. Как защитить себя от негативного воздействия……………………15
Заключение…………………………………………………………………16
Литература………………………………………………………………….18
Приложение…………………………………………………………………19
И в шуме наклонного ливня, Сомкнувшего землю и высь, Извилина вспыхнула длинно, Как будто гигантская мысль. А. Просолов |
Введение
В окружающем нас мире много интересного. Я заметил, например, что когда гладишь кошку, то шерсть кошки поднимается за рукой, и раздаются какие-то щелчки.
Когда я дотрагиваюсь до автомобиля, то происходит какое-то непонятное явление – машина иногда щёлкается — «дерётся». Или когда долго расчесываешь сухие волосы, они поднимаются вверх за расческой. Задавая вопрос маме, почему это происходит, слышал ответ: предметы электризуются — это электричество.
Актуальность выбранной темы связана с желанием объяснить непонятные для меня явления.
Чтобы найти ответы на эти вопросы, я решил собрать теоретический материал по интересующей меня проблеме и изучить его. Для этого я отправился в библиотеку, обратился к материалам сайтов интернета. Из книги «Большая книга экспериментов для школьников» я узнал, что существует статическое электричество.
Предмет исследования – статическое электричество как физическое явление.
Объект исследования – особенности статического электричества.
Гипотеза: статическое электричество оказывает не только вредное воздействие, но и приносит пользу.
Цель моей работы: выяснить происхождение статического электричества и его значение в жизни.
Задачи:
собрать теоретический материал по теме: «Статическое электричество»;
провести опыты со статическим электричеством, объяснить их;
выяснить проявление статического электричества в окружающей среде, как с положительной, так и с отрицательной стороны.
Практическая значимость: полученные знания, опыт можно использовать для сообщений и докладов при изучении курса «Окружающий мир», можно поделиться со своими одноклассниками практическими советами по защите от статического электричества.
Сначала, мы рассмотрим следующие понятия:
Электричество – совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение, взаимодействие заряженных частиц.
Статический – (от греч. «неподвижный») находящийся в состоянии покоя в какой-либо определенный момент.
Протон – элементарная частица, имеющая положительный заряд и входящая в состав всех атомных ядер.
Электрон – элементарная частица, имеющая отрицательный заряд.
1. Теоретическая часть
1.1. Статическое электричество
Электричество, которое никуда не движется, называется статическим.
Так что же знают люди об электричестве?
Слово «электричество» происходит от слова «электрон», которым древние греки называли янтарь. Ещё в 600 году до н. э. греки заметили, что если потереть янтарь об овечью шкуру, то он начинает притягивать лёгкие предметы: перья, стружку, маленькие кусочки бумаги пробки и т. п. С тех пор учёные пытались открыть тайны этой загадочной силы.
Тысячелетиями люди наблюдали такие грозные явления природы, как ослепительная вспышка, огненный зигзаг молнии в небе, раскат грома и не понимали их — поэтому и боялись.
Правду говорят: «Гром не грянет – мужик не перекреститься». А какой же гром без молнии? Сколько же миллионов раз должна была сверкнуть молния, чтобы мужик, перекрестившись, наконец-то задумался: а что же это такое?
Между натёртыми кусочками янтаря, притягивающими предметы, и молнией, казалось бы, ничего общего. А ведь всё это – электрические явления. И чтобы доказать родственность столь непохожих явлений, потребовались опять-таки тысячелетия.
Что ж, человек такой тугодум? Да нет, слишком «тонкой материей» оказалось электричество. Большого прогресса в изучении электричества не было достигнуто до 1672 года. В этом году человек по имени Отто фон Геррик построил первый генератор статического электричества. В 1729 году Стефан Грей обнаружил, что некоторые вещества, в частности металлы, могут проводить ток. Такие вещества стали называться «проводниками».
А в далёком XVIII веке проводилось довольно много экспериментов, связанных с защитой от молнии.
Попытки изучить молнию были весьма рискованны и часто кончались трагически. Так, в 1753 г. во время опытов от удара молнии погиб русский физик.
Следующий важный шаг был сделан в 1733 году, когда француз по имени Шарль Дюфе открыл положительные и отрицательные электрические заряды, хотя он думал, что это были два разных вида электричества. Беджемин Франклин был первым, кто попытался объяснить, что такое электричество. Но, пожалуй, наука об электричестве начала бурно развиваться с того момента, как в 1800 году Алессандро Вольта изобрёл батарею. Это изобретение дало людям первый постоянный и надёжный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области.
«Русское солнце» взошло над миром благодаря трудам двух замечательных русских инженеров – Павла Николаевича Яблочкова и Александра Николаевича Лодыгина, создателей двух главных видов электрического освещения (лампочку).
И лишь немногим более ста лет назад люди научились использовать электрические силы природы, заставили электричество служить себе.
Но уж когда выяснилось, что в нём к чему, люди так крепко «запрягли» его, так приспособили, что всего за двести лет изменили с его помощью облик всей своей жизни.
Электротехника, электроника, электроэнергия, электровоз, электросварка, электростанция, электромузыкальные инструменты… Ну, ни шагу без электричества.
А не надо никуда шагать. Оно здесь, прямо на нас. Стоит стянуть с себя свитер, как… — в тишине раздаётся треск. Откуда взялись эти звуки? Если снимать шерстяную или синтетическую одежду в темноте, то можно заметить, как этот треск сопровождается искорками. Трещит и искрится наша одежда, но лишь тогда, когда мы, снимая её, заставляем тереться, скользить по телу.
Чуть-чуть внимания и обнаружится, что стянутая кофта притягивается к оставшейся на нас рубашке. Что же их тянет друг к другу? Это статическое электричество.
1.2. Как происходит электризация
Электризация тел происходит при их соприкосновении.
Предметы, окружающие нас в повседневной жизни, кажутся незаряженными: между ними нельзя заметить притяжения или отталкивания. Когда мы заряжаем предметы трением или с помощью батареи, то рассчитываем обнаружить равные количества противоположных по знаку зарядов. На данном этапе «заряд» — это наименование «притягивать» кусочки бумаги или «отталкивать» такие же тела. Мы представляем себе, что на поверхности предметов что-то скапливается, нечто такое, что может называться электричеством, и то воображаемое скопление электричества именуется нами зарядом электричества, электрическим зарядом или просто зарядом. Чтобы получить большой величины заряд «трением» необходим контакт между телами или взаимодействие.
При соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил на их поверхности происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах еще и ионов) с образованием двойного электрического слоя с противоположными знаками электрических зарядов.
Таким образом, между соприкасающимися телами, особенно при их трении, возникает контактная разность потенциалов, значение которой зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий.
Таким образом, одной из основных причин возникновения статического электричества является взаимодействие тел друг с другом посредством трения.
2. Практическая часть по изучению статического электричества
2.1.Опыты со статическим электричеством
Возникновение статического электричества мы наблюдаем почти ежедневно. Когда мы снимаем с себя шерстяную шапку, она трется о наши волосы. Для начала мы провели несколько опытов, которые наглядно демонстрируют, как происходит электризация тел.
Почему предметы электризуются? Проведём опыты.
ОПЫТ №1
Надуем воздушный шарик и поднесём его к стене.
Ничего особенного мы не увидели – шарик падает.
Теперь хорошо потрём шарик шерстяной тканью или о волосы.
Снова поднесём его к стене. Шарик прилип к стене.
ОПЫТ №2.
Надуем воздушный шарик и поднесём его, не касаясь, к мелко нарезанным кусочкам бумаги. Всё осталось без изменений. Но стоит потереть шарик о шерстяную ткань и вновь поднести его к кусочкам бумаги, как бумага начнёт подниматься и прилипать к шарику.
ОПЫТ №3.
Поднесём обычную шариковую ручку к кусочкам бумаги – ничего интересного мы не видим. Потрём ручку о волосы и поднесём её к кусочкам бумаги – бумага, как по волшебству, прилипнет к ручке.
Это потому…
…что при трении шарика о шерстяную ткань, ручки о волосы, они электризуются и приобретают способность притягивать к себе тела, как магнит.
Из книги «Занимательная физика» я узнал, что все тела состоят из мельчайших частиц, называемых атомами.
В свою очередь, атомы состоят из ещё более мелких частиц. Их называют протонами и электронами. Протоны имеют положительный заряд, обозначаемый знаком плюс (+), электроны – отрицательный заряд, обозначаемый знаком (-). Заряды с противоположными знаками притягиваются, заряды с одноимёнными знаками отталкиваются. Атомы содержат одинаковое количество протонов и электронов, поэтому положительные заряды уравновешиваются отрицательными. Протоны находятся в неподвижном состоянии и представляют собой ядро атома. Электроны, напротив, постоянно вращаются вокруг ядра . Когда мы трём шарик о шерстяную ткань, отдельные электроны атомов шерсти отрываются и переходят на шарик. Шарик, получив избыток электронов, электризуются. Тело электризуется, если количество электронов в нем увеличивается или уменьшается. А когда количество заряда становится достаточно большим, происходит электрический разряд, проскакивает искра.
Наэлектризованные тела либо притягиваются, либо отталкиваются. Для этого проведём ещё один опыт, чтобы узнать, когда это происходит.
ОПЫТ №4.
Надуем два воздушных шарика и привяжем их к двум концам одной нити.
Потрём оба шарика шерстяной тканью. Возьмём за середину нити так, чтобы оба шарика повисли на одном уровне и увидим, что шарики отталкиваются друг от друга.
Но только стоит между шариками вставить лист бумаги… — шарики сближаются.
Это потому…
…что предметы, наэлектризованные одинаково, приобретают одинаковый заряд. А так как одноимённые заряды отталкиваются, то шарики, оба имеющие отрицательный заряд, удаляются друг от друга. Лист бумаги не наэлектризован, он имеет одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов; его положительные заряды притягивают отрицательные заряды шариков. Наши опыты позволяют сделать выводы о том, как взаимодействуют заряженные тела: тела, имеющие заряды одинакового знака, отталкиваются. Тела, имеющие заряды разного знака – притягиваются.
После изучения теоретического материала и проведения опытов, я могу объяснить, почему трещит и искрится одежда, почему раздаются щелчки, когда я глажу свою кошку, почему «дерется» машина, почему вслед за расческой поднимаются волосы. Тела при трении электризуются. На них накапливаются заряды разного знака (положительного и отрицательного). Если на теле избыток электронов, оно заряжено отрицательно, если недостаток электронов – положительно. Между сильно наэлектризованными телами происходит электрический разряд.
Теперь могу объяснить, что происходит во время грозы.
Во время грозы облака трутся о воздух в своей нижней части и заряжаются отрицательно. Они притягивают к себе противоположный заряд, который скапливается на почве, на деревьях, на домах, на предметах или на соседних облаках. Когда заряд облака становится слишком большим, происходит электрический разряд – молния, то есть резкое и очень сильное перемещение электрических зарядов от облака на землю или между двумя облаками.
Молния видна, как яркая вспышка света. Мы также слышим гром, потому что при вспышке молнии выделяется огромное количество тепла. От этого воздух резко расширяется, вызывая знакомый нам звук грома. Таким образом, МОЛНИЯ – это электрический заряд сильно наэлектризованного облака, направленный к земле
2.2. Социологическое исследование
Изучая материал по данной теме, нам захотелось изучить, насколько хорошо знакомы с этим явлением мои ровесники и школьники постарше.
Мы провели социологический опрос среди учащихся 3 и 6 классов. Результаты ответов представлены в таблице
№ | Вопрос | 3 класс | 6 класс |
1 | Знаете ли вы, что такое статическое электричество, электризация? | Да – 14% | Да – 47% |
Нет – 86% | Нет – 53% | ||
2 | Какой вред приносит статическое электричество? | Никакого – 10% | Никакого – 20% |
Неприятные ощущения, когда электризуются волосы, прилипает одежда – 90% | Неприятные ощущения, электризуются волосы, прилипает одежда – 80% | ||
3 | Как вы боретесь с неприятными воздействиями статического электричества? | Никак – 60% | Никак – 10% |
Применяю воду- 40% | Применяю антисептик или воду- 90% | ||
4 | Есть ли польза от статического электричества | Да – 5% | Да – 10% |
Нет – 60% | Нет – 40% | ||
Не знаю – 35% | Не знаю – 50% |
Результаты ответов на вопрос «Знаете ли вы, что такое статическое электричество, электризация?» говорят о том, что младшие школьники мало знакомы с этим понятием, среднее звено немного лучше.
Дальше продолжили ответы те, кто знаком с понятием электризации. На вопрос: «Какой вред приносит вам статическое электричество?» ребята ответили следующим образом. Из ответов следует, что, чем старше становятся школьники, тем меньше они обращают внимание на неприятные ощущения от воздействия статического электричества, либо удачно с ним борются, о чем свидетельствует следующий ответ на вопрос: «Как вы боретесь с неприятным воздействием статического электричества?». Ребята отвечают, что они используют антисептик или обычную воду.
Ответ на следующий вопрос «Есть ли польза от статического электричества?» дал мне понять, что не только младшие школьники, но и мои ровесники, как и я, очень мало знакомы с тем, какую пользу дает статическое электричество. Еще и поэтому мне захотелось продолжить работу над изучением данной темы.
3. Роль статического электричества в окружающей среде
3.1. Когда электризация тел вредна
Еще в ХIХ столетии были известны вредные действия статического электричества.
В ХХ веке вредные проявления статического электричества наблюдаются чаще, так как широко применяются легко электризующиеся вещества: пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты и т. п. Электризация происходит и в быту, и на производстве. Взаимодействие наэлектризованных тел затрудняет выполнение многих технологических операций. Например, электризация волокон вызывает их взаимное отталкивание, что мешает работе ткацких станков.
Заряженную ткань трудно раскраивать. Такая ткань, кроме того, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней частичек пыли.
Для избежания вредных последствий электризации тел на производстве применяют различные методы борьбы с этим явлением: заземление оборудования, обработка материалов графитом или бронзовым порошком, увеличение влажности воздуха в помещении. В быту при стирке одежды применяют различные антистатики.
3.2. Когда электризация тел полезна
Статическое электричество может быть верным помощником человека.
Промышленность. Маляр без кисточки. Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Расход краски снижается.
Электрические копчености. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным зарядом тушку рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут. Прежде копчение было длительным процессом.
Смешение веществ. Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого — отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе, при замешивании теста.
С помощью электризации получают искусственные ковры и меха. Для этого измельченные частички шерсти, хлопка или искусственных волокон электризуют, продувая сквозь заряженную металлическую сетку, а на покрытую клеем тканевую основу помещают заряд противоположного знака. Притягиваясь к основе и отталкиваясь друг от друга, частички равномерно распределяются по основе и плотно приклеиваются. После просушки поверхность становится пушистой или ворсистой. Также при помощи статического электричества получают очень красивые ткани типа бархата.
На явлении электризации основано и действие электрокопировальных аппаратов. Свет, отраженный от копируемого документа, падает на положительно заряженную пластину. Из освещенных мест заряд стекает, в результате чего на пластине возникает невидимое «электрическое изображение». Затем на пластину насыпают тонкий слой отрицательно заряженного красящего порошка. Он притягивается к положительному «электрическому изображению», и оно становится видимым. Потом пластину прижимают к бумаге, на которой получается четкий отпечаток. Полученное на бумаге изображение для прочности «припекают» миниатюрной печкой.
Медицина. Влияние статического электричества на организм человека и животного ещё до конца не исследовано. Но уже известно, что электрические разряды, которые возникают вследствие электризации одежды, для людей безвредны, а в некоторых случаях, например при заболеваниях суставов, даже полезны. В медицине статическое электричество используют при создании так называемых электроаэрозолей, при проведение лечения электрофорезом, дефибллятором.
Электроаэрозольтерапия. Сильные электрические поля используются в медицине при создании электроаэрозолей. Они представляют собой лекарственные вещества в виде очень маленьких заряженных капелек, которые при вдохе проникают в лёгкие человека (вплоть до мельчайших легочных ячеек — альвеол), создавая в них запасы постепенно всасывающихся лекарственных или биологически активных веществ.
«Электрофорез» — это введение лекарственного вещества в кожу при помощи постоянного электрического тока. В результате этого вещество накапливается под кожей и оказывает лечебное воздействие от 4 часов до 20 суток. Кроме того и сам метод электрофореза предполагает биологическое воздействие постоянного тока на кожу. При помощи электрофореза в организм проникает около 5-10% вещества, которое использовалось во время процедуры. Препарат усиливает кровоток и стимулирует активное возобновление клеток.
Дефибриллятор. Энергия разряда конденсатора не только привела к возникновению жизни на Земле, но и может вернуть жизнь людям, у которых клетки сердца перестали синхронно сокращаться. Асинхронное (хаотичное) сокращение клеток сердца называют фибрилляцией. Фибрилляцию сердца можно прекратить, если пропустить через все его клетки короткий импульс тока. Устройство, обеспечивающее электрический разряд, прекращающий фибрилляцию сердца, называют дефибриллятором.
4. Как защитить себя от негативного воздействия
Защита от статического электричества в доме. Основной причиной образования статических зарядов является сильная сухость воздуха в помещении. В домашних условиях устранить заряды статического электричества довольно легко, повышая относительную влажность воздуха квартиры до 60 -70% (для этого можно использовать электрические увлажнители). Увлажнить воздух могут мокрые полотенца, развешанные на батареи центрального отопления. Верными союзниками в борьбе со статическим электричеством выступают комнатные растения. Хлорофитум, драцена, фикус, спатифилум способны не только снять статический заряд, но и поглотить частицы тяжелых металлов, дезинфицировать помещение. Электризация устраняется, если к воде, которой протирают пластиковые полы, добавить гидрофильные вещества, например хлорид кальция, а также если протирать электризующуюся поверхность глицерином. Химическая промышленность выпускает препарат «Антистатик», который снимает электрический заряд с синтетической одежды. Бытовые электромеханические приборы большой мощности оборудуются заземляющим контактом через электрическую розетку.
В интерьере квартиры нужно стараться отдавать предпочтение мебели, белью и ковровым покрытиям из натуральных тканей. Природные, экологически чистые материалы – залог отсутствия статического электричества в доме.
Другой важный фактор, влияющий на образование статики в помещении – наличие большого числа электрических приборов, сконцентрированных в одном месте. Следует следить за тем, чтобы она не работала одновременно на протяжении долгого времени.
Защита от статического электричества в автомобиле. Существует целый ряд мер, которые помогут избежать высвобождения статики. Для кузова машины существуют особые полоски антистатического типа. Такая графитовая или алюминиевая полоска будет гасить искры по мере появления. Кроме того, в машину можно одевать только ту одежду, которая гарантированно не копит электричество от трения.
Защита от статического электричества на одежде и обуви. Для того чтобы обезопасить себя от зарядов статического электричества стоит носить одежду из натуральных хлопчатобумажных или льняных материалов. Синтетические вещи нужно обрабатывать специальными спреями – антистатиками, либо полоскать их, используя кондиционер для белья.
Защита от статического электричества в промышленности. Одним из наиболее действенных способов борьбы со статическим электричеством считается заземление. С его помощью образующиеся на поверхности оборудования статические заряды отводятся («стекают») в землю, что препятствует их накапливанию до величины, которая способна вызвать искру.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что поставленные задачи выполнены: изучив специальную литературу и проведя опыты, мы выяснили, что такое статическое электричество, его происхождение и значение в окружающей среде. Статическое электричество – накопление электрических зарядов на предметах, телах. Явление сообщение телу электрических зарядов называется электризацией.
Мне очень понравилась практическая часть моей работы с проведением опытов, социологическое исследование среди моих ровесников, которое стимулировало мою работу.
Мы узнали много интересного и нового о полезных и вредных воздействиях статического электричества. Например, для меня стало открытием, что действие многих приборов основано на законах электростатики, что электризация широко используется в промышленности.
В целом сделали вывод, что статическое электричество не приносит большого вреда для меня и близких мне людей. Мне бы хотелось в дальнейшем продолжить эту работу и познакомиться поближе с другими способами электризации, о которых я узнал в своей работе.
Список литературы:
«Детское экспериментирование» Издательство ТЦ «Сфера»
«Потомучки» ООО Издательство «Астрель» 2002
«Занимательная физика- нескучный учебник»- В.Шабаловский: ТРИГОН- Санкт-Петербург 1997, 415с.
Я познаю мир: Дет. энцикл.: Физика/ Под общ. ред. . – М.: ТКО «АСТ», 1995. – 480с.
«Простые и безопасные научные опыты» С-2008 ООО «Новый формат»
Достоинства и недостатки статического электричества — http://www. electrofaq.com/FAQ2.htm
ПРИЛОЖЕНИЕ
Знаете ли вы, что такое статическое электричество, электризация?
Какой вред приносит вам статическое электричество?
Как вы боретесь с неприятным воздействием статического электричества?
Есть ли польза от статического электричества?
Шесть забавных экспериментов со статическим электричеством для студентов-естественников
Электричество – большая часть нашей повседневной жизни. Без него мы могли бы заниматься любой деятельностью.
Мы часто не знаем точно, насколько это ценно, пока не столкнемся с отключением электроэнергии. Электричество включает не только токи, оно также позволяет людям двигаться, думать и чувствовать. Мы исследуем несколько различных экспериментов со статическим электричеством, которые иллюстрируют возможности этого природного явления.
Содержание
Эксперименты со статическим электричеством — это весело. Когда большинство людей рассматривают эксперименты с использованием статического электричества, они представляют себе эксперименты с волосами и воздушным шаром. Тем не менее, многие дополнительные эксперименты поразят детей любого возраста и могут также эффективно проиллюстрировать, как физика и химия используются для создания иллюзий.
*Внимание: эти эксперименты могут опровергнуть некоторые известные фокусы!
Прежде чем мы перейдем ко всем экспериментам со статическим электричеством, не забудьте взять мою бесплатную электронную книгу с более чем 25 экспериментами STEM для детей. Из всех моих бесплатных загрузок проверить эту страницу .
1. Статическое электричество Бабочка
- Возраст: Начальная школа
- Время: 15 минут
- Уровень сложности: Простой
Этот эксперимент демонстрирует, как статическое электричество может двигать крылья бабочки из папиросной бумаги.
Материалы:
- Клей-карандаш
- Воздушный шар
- Выпученные глаза
- Ножницы
- Карандаш
- Картотечная бумага
- Папиросная бумага
- Картон
Инструкции:
- Начните с вырезания из квадратного куска картона квадрата 7 x 7 дюймов.
- Нарисуйте карандашом крылья бабочки на кусочке ткани. Убедитесь, что он меньше вашего квадрата. Вырежьте бабочку и поместите ее на кусок картона, не приклеивая.
- Вырежьте тело бабочки из картона. Когда закончите, приклейте его к середине бабочки. Убедитесь, что он перекрывает картон, чтобы крылья не отлетели. Крылья должны быть свободными, чтобы продемонстрировать эффекты статического электричества.
- Приклейте глазки на бабочку. Вы можете использовать ершики для труб для антенн, если хотите.
- Надуть воздушный шар.
- Потрите шарик о волосы, чтобы получить статический заряд (электрический заряд).
Поднесите воздушный шар к верхней части бабочки. Он должен быть рядом с ним, но не должен касаться бабочки. Вы должны видеть, как крылья опускаются и поднимаются по мере того, как воздушный шар приближается и удаляется.
Наука за экспериментом
Когда шарик трется о волосы, образуются электроны. Электроны выходят из волос и передаются воздушному шару, генерирующему статику. Когда отрицательно заряженный воздушный шар вступает в тесный контакт с положительно заряженной тканью, они создают притяжение. Притяжение заряженного притяжения позволяет бумаге двигаться к воздушному шару.
Эксперименты со статическим электричеством – это весело. Он объединяет принципы физики и химии во что-то очень простое. Это идеальный способ вовлечь любого ребенка в STEM-образование и научить его тому, что обучение действительно может быть интересным.
2. Эксперимент с летающей сумкой
- Возраст: Любой возраст
- Время: Несколько минут
- Уровень сложности: Простой
Нет, это делается не с помощью восходящего потока воздуха, а с помощью статического электричества. Это то, что поднимает сумку в воздух.
Материалы:
- Легкий пластиковый пакет
- Кусок материала
- Пластиковый стержень
Инструкции:
- Используйте кусок ткани, чтобы провести по поверхности пластикового стержня в течение 40 секунд.
- Сплющите полиэтиленовый пакет. Затем потрите кусок ткани о поверхность мешка в течение 40 секунд.
- Отпустите сумку и наблюдайте, как она парит в воздухе, а внизу машет стержнем.
Наука, стоящая за экспериментом
Ткань и стержень приобретают отрицательный заряд после трения друг о друга. Известно, что одинаковые заряды отталкивают друг друга, поэтому кажется, что мешок отталкивается, когда палочкой взмахивают.
Моим детям понравились все действия с микроскопом , которые мы выполняли в этой статье. Это отличный способ открыть мир тому, чего они не видят!
3.
Парящие тарелки- Возраст: Начальная школа
- Время: Несколько минут
- Уровень сложности: Простой
Использование магнитов — не единственный способ отталкивания предметов друг от друга. Парящие тарелки очень хорошо иллюстрируют эту концепцию.
Материалы:
- 2 пластины из пенопласта
- Кусок ткани или ваша рубашка
Инструкции:
- Кусочком ткани протрите основание одной тарелки.
- Положите пластину (основанием вверх) на любую ровную поверхность.
- Попытайтесь поместить другую пластину (основанием вниз) поверх другой пластины. Две пластины будут отталкивать друг друга.
Наука, стоящая за экспериментом
Этот эксперимент основан на принципе статического электричества. Это происходит, когда две вещи трутся друг о друга. Одна пластина получает электроны непосредственно от ткани и затем становится отрицательно заряженной. В свою очередь, генерируемые электроны отталкивают другую пластину.
4. Изгибание воды с помощью статического электричества
Мы делали это снаружи, но гораздо проще в кухонной раковине.- Возраст: Начальная школа
- Время: Несколько минут
- Уровень сложности: Простой
В природе вода может искривляться из-за действия луны приливных сил. То же самое явление может быть достигнуто с помощью статического электричества.
Материалы:
- Проточная вода
- Кусок сгустка крови
- Пластиковая палочка или толстая соломинка. Мой сын использовал трубочку для смузи , такую же, как эта , потому что она толще и работает немного лучше.
Инструкции:
- Протрите тканью поверхность стержня в течение 40 секунд.
- Создайте струю воды, открыв кран.
- Поднесите удочку к воде и с изумлением наблюдайте, как ручей изгибается.
Этот эксперимент также можно провести с помощью расчески. Было бы лучше, если бы вы потерли расческой о волосы, чтобы она сработала. Затем вы можете использовать его, чтобы согнуть воду.
Наука, стоящая за экспериментом
При трении материала о стержень образуются отрицательно заряженные ионы. Это отталкивает электроны, находящиеся в воде. Ближайшая к расположению стержня вода получает от него положительные заряды. Притяжение между положительными и отрицательными зарядами создает силу на воде, позволяя ей выглядеть так, как будто она изгибается.
5. Разделение перца и соли
- Возраст: Начальная школа
- Время: Несколько минут
- Уровень сложности: Простой
Вы случайно пролили соль и перец? Вот удобный способ разделить их и разобраться в этом прекрасном беспорядке!
Материалы:
- Ткань или ваша рубашка
- Соль
- Перец
- Толстая соломка
Инструкции:
- Тщательно смешайте одну чайную ложку перца и соли.
- Потрите соломинкой ткань в течение 40 секунд.
- Поместите соломинку на смесь. Перец должен подпрыгнуть и прилипнуть к соломинке (если держать ее над правильными местами).
Наука, стоящая за экспериментом
Гранулы перца и соли заряжены положительно. В результате получения электронов непосредственно от трения ткани солома притягивает эти положительные заряды, находящиеся в смеси. Так как перец легче, он легче прыгнет на соломинку.
6. Воздушный шар Bubble Moving
- Возраст: Любой возраст
- Время: Несколько минут
- Уровень сложности: Простой
Этот фокус веселый и простой. Он порадует маленьких детей и удивит старших.
Материалы:
- Гладкий листовой пластик, стекло или кухонная тарелка, как мы использовали
- Соломинка
- Средство для мытья посуды или мыльный раствор
- Заряженный баллон
Инструкции:
- Нанесите раствор для пузырей на лист стекла или пластика. Выдуйте более крупные пузыри на простыне с помощью соломинки.
- Заряжайте объект, как воздушный шар.
- Поместите объект рядом с пузырем и наблюдайте, как они следуют за заряженным объектом.
- Посмотрите, как он движется вокруг стеклянной/пластиковой крышки.
Наука, стоящая за экспериментом
Мыльная вода притягивается к любому заряженному объекту. Когда есть большой пузырь, вы можете наблюдать, как он движется.
Подведение итогов
Я люблю эксперименты со статическим электричеством, потому что их можно проводить с помощью вещей, которые лежат у вас дома, а не инструментов. Нашим любимым экспериментом был эксперимент с бабочкой. Мой трехлетний ребенок в значительной степени думал, что это волшебство.
Еще один предмет, который легко подобрать, — поп-камни. Мои дети прекрасно провели время со всеми научными экспериментами, связанными с трескающимся лакомством, описанным в этой статье. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашей статьей « забавных экспериментов в области поп-рока, исследующих вязкость 9». 0014 .
Веселье со статическим электричеством! | The Franklin Institute
Вы когда-нибудь терли голову воздушным шариком, чтобы волосы встали дыбом? Вы когда-нибудь ходили по ковру в носках и получали удар дверной ручкой? Это примеры статического электричества. Экспериментируйте со статическим электричеством, используя предметы, найденные в вашем доме!
Возраст : 4+
Время : 10–30 минут
Темы : электричество, статическое электричество, заряд, притяжение, отталкивание
Что вам нужно:
- Воздушный шар
- Различные виды ткани, например:
- Войлок
- Флисовая куртка
- Хлопковая футболка
- Одно или все из следующего:
- Пластиковая линейка
- Пластиковые гребни
- Ручки или маркеры
- Легкие предметы и материалы, такие как:
- Пенопластовая упаковка для арахиса (не кукурузного крахмала)
- Пустые алюминиевые банки
- Шарики для пинг-понга
- Папиросная бумага
- Алюминиевая фольга
- Пластиковые пакеты
- Веревка или лента
- Конфетти или маленькие кусочки бумаги
- О-образная каша
Что делать:
Попробуйте создать статическое электричество, потирая различные материалы!
1. Используя один из кусочков ткани, потрите один из других предметов (линейку, расческу, ручки или маркеры) вперед и назад в течение нескольких секунд, чтобы создать статический заряд. Поднесите заряженный предмет к одному из легких материалов, например к воздушному шару или упаковке арахиса. Что ты заметил?
2. Попробуйте потереть другой предмет той же тканью и проверить его на воздушном шаре или упаковке арахиса. Результат такой же? Попробуйте разные комбинации ткани и предмета вместе.
- Создают ли некоторые комбинации ткани и предметов более сильный статический заряд, чем другие?
- Откуда ты знаешь?
3. Теперь протестируйте другие легкие материалы. Используйте любую ткань и объект, которые, по вашему мнению, лучше всего подходят для шага 2, и создайте статический заряд на объекте. Держите объект рядом с различными легкими материалами (алюминиевые банки, пластиковый пакет, мячик для пинг-понга и т. д.) и наблюдайте, что происходит.
- Какие материалы притягиваются (двигаются к заряженному объекту), а какие отталкиваются (уходят)?
- Что общего между объектами, которые притягиваются?
- Что общего между отталкиваемыми объектами?
4. Начертите на листе бумаги диаграмму, подобную приведенной ниже. Используйте воздушный шар, чтобы создать статическое электричество, потирая его тканью (или волосами). Теперь поэкспериментируйте с материалами, перечисленными в таблице, чтобы увидеть, как они себя ведут:
- Привлечет ли их воздушный шар?
- Останутся ли они прилипшими к воздушному шару, если вы осторожно переместите или встряхнете воздушный шар?
- Влияет ли размер или форма используемого вами материала на его поведение?
Сначала сделайте несколько прогнозов, а затем посмотрите, как будут сравниваться результаты.
Объект | Прогноз | Результат |
Папиросная бумага |
|
|
Алюминиевая фольга |
|
|
Пряжа/нить |
|
|
Упаковка арахиса |
|
|
Лента |
|
|
Конфетти |
|
|
О-образная каша |
|
|
5. Другие идеи, которые стоит попробовать:
- Потрите шарик о волосы, чтобы накопить статический заряд. Сможете ли вы заставить воздушный шар прилипнуть к стене, своей рубашке или спине ничего не подозревающего взрослого?
- Можно ли сдвинуть алюминиевую банку с помощью статического электричества? Используйте заряженный статическим электричеством воздушный шар, чтобы перемещать банку по полу или столу, не касаясь ее. (Подсказка: положите банку на бок, чтобы она могла катиться!) Вы также можете попробовать то же самое с мячиком для пинг-понга.
- Подвесьте шарики для пинг-понга или овсяные хлопья на веревках. Используйте заряженный статическим электричеством воздушный шар (или другой предмет) и посмотрите, сможете ли вы заставить их «танцевать» на струнах, не касаясь их.
Что происходит?
Атомы — это очень, очень маленькие частицы, из которых построено все во Вселенной. Хотя атомы действительно малы, они состоят из других, еще более мелких частиц.
