Номер 1, страница 277 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. Опишите возможные способы получения электрического заряда.

1. Решение

Существует несколько основных способов получения (или разделения) электрических зарядов на телах. Рассмотрим наиболее важные из них.

Электризация трением (трибоэлектрификация)

При соприкосновении и трении двух тел, изготовленных из различных материалов, часть электронов с одного тела переходит на другое. Тело, потерявшее электроны, заряжается положительно, а тело, получившее избыточные электроны, — отрицательно. Способность материала отдавать или принимать электроны определяется его местом в трибоэлектрическом ряду. Например, при натирании стеклянной палочки о шёлк стекло заряжается положительно, а шёлк — отрицательно.

Электризация через соприкосновение (контакт)

Если заряженное тело привести в контакт с незаряженным (нейтральным) проводником, то часть заряда с первого тела перейдёт на второе. В результате оба тела будут иметь заряд одного и того же знака. Общий заряд при этом сохраняется и перераспределяется между телами.

Электризация через влияние (электростатическая индукция)

Этот метод позволяет зарядить проводник, не касаясь его заряженным телом. При поднесении заряженного тела к изолированному проводнику на ближней к телу стороне проводника индуцируется заряд противоположного знака, а на дальней — того же знака. Если затем соединить проводник с землёй, то заряды того же знака, что и у поднесённого тела, уйдут в землю. После этого, убрав заземление, а затем и заряженное тело, проводник останется заряженным зарядом, противоположным по знаку заряду исходного тела.

Фотоэлектрический эффект (фотоэффект)

Это явление испускания электронов веществом под действием света. Если энергия фотонов падающего света $E=h\nu$ достаточна, чтобы преодолеть работу выхода электрона $A_{вых}$ из материала ($h\nu \geq A_{вых}$), то электроны вылетают с поверхности. В результате тело теряет электроны и приобретает положительный заряд.

Термоэлектронная эмиссия

При нагревании металла или его оксида до высокой температуры электроны могут приобрести достаточную кинетическую энергию, чтобы покинуть поверхность тела. Этот процесс приводит к тому, что тело, испустившее электроны, заряжается положительно. Явление используется в вакуумных электронных приборах (например, диодах).

Химические источники тока

В гальванических элементах и аккумуляторах разделение зарядов происходит за счёт энергии окислительно-восстановительных химических реакций. В результате этих реакций на одном электроде (аноде) скапливается избыток электронов (он заряжается отрицательно), а на другом (катоде) образуется их недостаток (он заряжается положительно).

Пьезоэлектрический эффект

Некоторые кристаллические материалы (пьезоэлектрики, например, кварц, турмалин) при механической деформации (сжатии, растяжении или изгибе) поляризуются, то есть на их поверхностях появляются электрические заряды противоположных знаков. Этот эффект обратим: при приложении к кристаллу электрического поля он деформируется.

Ответ:

Возможные способы получения электрического заряда включают: электризацию трением (трибоэлектрификацию), электризацию через соприкосновение (контакт), электризацию через влияние (электростатическую индукцию), фотоэлектрический эффект, термоэлектронную эмиссию, химические реакции в источниках тока и пьезоэлектрический эффект.