Question

1) Скорость направленного движения свободных электронов в металле очень мала. Несмотря на это, часть электрического заряда с заряженного электроскопа переносится по металлическому стержню на незаряженный электроскоп практически мгновенно. Как объяснить это явление? 2) Один электроскоп заряжен отрицательно, другой не заряжен. Допустим, что нам удалось «пометить» все свободные электроны, образующие отрицательный заряд электроскопа. Если электроскопы соединить металлическим стержнем, часть электрического заряда с заряженного электроскопа перейдет на незаряженный. Будет ли теперь заряд изначально незаряженного электроскопа состоять только из «помеченных» свободных носителей заряда? 2.1) Объясни явление.

Answer 1

1) Элементарный заряд

Элементарным зарядом называют минимальную порцию эл.заряда, которой характеризуются долгоживущие свободные частицы. Таким зарядом обладают в первую очередь электрон и протон. Элементарный заряд обозначают лат.буквой «е», по аналогии с обозначением величины электрона.

Величина элементарного заряда составляет 1,6·10–19 Кл (кулон).

Такой заряд может быть положительным и отрицательным. Отрицательным принято считать заряд электрона, положительным – заряд протона.

2) электроны и есть то, что создает заряд. электроны движутся оттуда, где отрицательный потенциал больше, туда, где он меньше, если им предоставить такую возможность.

2.1) слишком туплю

Answer 2

1. Скорость направленного движения свободных электронов (ток) в металле действительно очень мала, но в случае переноса заряда по металлическому стержню, связанному с электроскопами, происходит не направленное движение свободных электронов, а распространение изменений в электрическом поле.

Когда один из электроскопов заряжается, это вызывает смещение зарядов в металле, даже если их фактическое перемещение медленное. Это смещение зарядов вызывает изменение электрического поля в металле. Это изменение поля распространяется с практически световой скоростью (скорость света), и поэтому незаряженный электроскоп начинает реагировать почти мгновенно, хотя непосредственное перемещение зарядов остается медленным. Таким образом, незаряженный электроскоп начинает показывать признаки зарядки практически мгновенно.

2. Если мы "помечаем" свободные электроны, образующие отрицательный заряд в одном из электроскопов, и затем соединяем оба электроскопа металлическим стержнем, заряд изначально незаряженного электроскопа не будет состоять только из "помеченных" свободных носителей заряда.

Это связано с тем, что заряд не распределится в электроскопах только среди "помеченных" электронов. Все свободные электроны в металле взаимодействуют друг с другом и с полями, созданными зарядами. Когда происходит перенос заряда, изменения в распределении электронов и зарядов происходят по всей структуре металла.

2.1) Это явление объясняется коллективным движением электронов в металле. Когда происходит зарядка одного электроскопа, электроны смещаются внутри металлической структуры, создавая новое электрическое поле. Это поле воздействует на электроны в незаряженном электроскопе, приводя к их смещению, хотя сами электроны перемещаются медленно. Процесс выравнивания зарядов происходит по всей металлической структуре, и электроны "помеченных" и "непомеченных" свободных носителей заряда участвуют в этом процессе.