Знання про будову атомів допомагають пояснити електризацію тіл при зіткненні.
У звичайних умовах число електронів в будь-якому тілі дорівнює числу протонів в ньому. Всі електрони однакові, і кожен з них має найменший негативний заряд. Все протони також однакові, і кожен з них має позитивний заряд, рівний заряду електрона. Значить, сума всіх негативних зарядів в тілі дорівнює за абсолютним значенням сумі всіх позитивних зарядів в ньому і тіло в цілому не має заряду: воно електрично нейтрально.
Якщо ж нейтральне тіло придбає електрони від якого-небудь іншого тіла, то воно отримає негативний заряд. Таким чином, тіло заряджене негативно в тому випадку, якщо воно володіє надмірною, в порівнянні з нормальним, числом електронів.
А якщо нейтральне тіло втрачає електрони, то воно отримує позитивний заряд. Таким чином, тіло має позитивним зарядом, якщо у нього недостатньо електронів.
Отже, тіло електризується, т. Е. Отримує електричний заряд, коли воно набуває або втрачає електрони.
Коли ебонітову паличку труть про шерсть, то вона, як ми вже знаємо, заряджається негативно, а шерсть при цьому заряджається позитивно. Це пояснюється тим, що при терті електрони переходять з вовни на ебоніт, т. Е. З того речовини, в якому сили їх тяжіння до ядра атома менше, на те речовина, в якому ці сили більше. Тепер в ебонітовою паличці буде надлишок електронів, а в шматку вовни - недолік їх.
Як показує досвід, заряди вовни і ебонітовою палички рівні за абсолютним значенням. Це і зрозуміло. Адже скільки електронів пішло з вовни, стільки ж їх додалося на ебоніті.
Значить, при електризації тіл заряди не створюються, а тільки поділяються: частина негативних зарядів переходить з одного тіла на інше.
Існування провідників та ізоляторів можна пояснити, знаючи будову атома. Ті електрони, які рухаються в атомі, розташовуючись далі від ядра, притягуються до нього слабше, ніж ближні електрони. Особливо слабо утримуються ці віддалені електрони атомами металів. Тому в металах електрони, найбільш віддалені від ядра, залишають своє місце і вільно рухаються між атомами. Ці електрони називають вільними електронами. Ті речовини, в яких є вільні електрони, є провідниками.
З'єднаємо незаряджений електроскоп з негативно зарядженим за допомогою металевого стержня. Вільні електрони стрижня виявляться в електричному полі і почнуть рухатися у напрямку до незарядженому електроскопа, і він зарядиться негативно.
У ебоніті, гумі, пластмасах та багатьох інших неметалах електрони міцно утримуються в своїх атомах і не можуть рухатися вільно. Тому такі речовини є непроводниками, або діелектриками.
Знання про електрон і про будову атома дозволяють пояснити явище, з якого ми почали вивчення електрики: тяжіння попередньо ненаелектрізованних тел до наелектризованим. Чому, наприклад, притягується до зарядженої палички гільза, яку ми попередньо НЕ наелектризували? Адже ми знаємо, що електричне поле діє тільки на заряджені тіла.
Справа в тому, що в гільзі є вільні електрони. Як тільки гільза буде внесена в електричне поле, електрони почнуть рухатися під дією сил поля. Якщо паличка заряджена позитивно, то електрони перейдуть на той кінець гільзи, який розташований ближче до палички. Цей кінець гільзи зарядиться негативно. На протилежному кінці гільзи буде недолік електронів, і цей кінець виявиться зарядженим позитивно (рис. 224, а). Негативно заряджений край гільзи ближче до палички, тому гільза притягнеться до неї (рис. 224, б). Коли гільза торкнеться палички, то частина електронів з неї перейде на позитивно заряджену паличку, і на гільзі залишиться позитивний заряд (рис. 224, в).
Якщо заряд передають від зарядженої кулі до незарядженому і розміри куль однакові, то заряд розділиться навпіл. Але якщо другий, незаряджений куля більше, ніж перший, то на нього перейде більше половини заряду. Чим більше тіло, якому передають заряд, тим більша частина заряду на нього перейде. На цьому засновано так зване заземлення - передача заряду землі. Земна куля великий у порівнянні з тілами, що знаходяться на ньому. Тому при зіткненні з землею заряджене тіло віддає їй майже весь свій заряд і практично стає електрично нейтральним.
Питання. 1. Поясніть електризацію тіл при зіткненні. 2. Чому при електризації тертям на тілах з'являються рівні за абсолютним значенням, але протилежні за знаком заряди? 3. Як передається гільзі заряд з тіла, наелектризованого негативно? позитивно? 4. Від чого залежить заряд, що переходить на ненаелектрізованное тіло при зіткненні його з наелектризованим тілом? 5. Чому при заземленні в землю йде з тіла майже весь заряд?
Вправи. 1. Чому можна, тримаючи в руці, наелектризована тертям ебонітову паличку і не можна металевий стрижень? 2. При наливанні бензину корпус бензовоза обов'язково з'єднують із землею за допомогою металевого провідника. Навіщо це роблять. 3. При з'єднанні пошкоджених проводів монтер надягає гумові рукавички. Навіщо він це робить?