Номер 47.31, страница 173 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 47. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Глава 7. Электрические явления - номер 47.31, страница 173.

47.31 [1195] Почему оставленный заряженным электроскоп со временем разряжается?

Решение:

Заряженный электроскоп, оставленный на некоторое время, постепенно разряжается. Этот процесс происходит главным образом потому, что окружающий воздух не является идеальным электрическим изолятором.

В атмосфере всегда присутствует некоторое количество заряженных частиц — положительных и отрицательных ионов. Эти ионы образуются в результате процесса, называемого ионизацией воздуха. Основными причинами ионизации являются:

1. Космическое излучение — высокоэнергетические частицы из космоса, которые, проходя через атмосферу, сталкиваются с молекулами воздуха и выбивают из них электроны, создавая пары ионов.
2. Естественная радиоактивность — излучение от радиоактивных элементов, содержащихся в земной коре, строительных материалах и самом воздухе (например, радон), также ионизирует молекулы воздуха.

Из-за наличия этих ионов воздух приобретает слабую электропроводность. Заряженный электроскоп создает вокруг себя электрическое поле, которое притягивает ионы противоположного знака:

• Если электроскоп заряжен положительно, он притягивает из воздуха отрицательные ионы. При контакте с электроскопом эти ионы отдают ему свои избыточные электроны, нейтрализуя его положительный заряд.
• Если электроскоп заряжен отрицательно, он притягивает положительные ионы. Эти ионы забирают у электроскопа избыточные электроны, что также приводит к нейтрализации заряда.

Этот процесс утечки заряда через воздух и является основной причиной разрядки электроскопа. Второстепенной причиной может быть утечка заряда через диэлектрическую пробку, на которой закреплен стержень электроскопа, так как на практике изоляторы не являются идеальными. Влажность воздуха значительно увеличивает скорость разрядки, так как молекулы воды способствуют переносу заряда.

Ответ: Заряженный электроскоп со временем разряжается из-за утечки электрического заряда в окружающую среду. Основная причина утечки — это слабая электропроводность воздуха, обусловленная наличием в нем ионов, которые образуются под действием космического излучения и естественной радиоактивности. Ионы противоположного знака притягиваются к электроскопу и нейтрализуют его заряд.