Номер 1, страница 139 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Строение атома. Элементы классической электронной теории. Параграф 38. Проводники в электрическом поле. Вопросы - номер 1, страница 139.

Условие.

1. Какой опыт подтверждает, что напряжённость электрического поля внутри полого заряженного металлического проводника равна нулю?

Решение.

Тот факт, что напряжённость электрического поля внутри полого заряженного металлического проводника равна нулю, подтверждается знаменитым опытом, проведённым английским физиком Майклом Фарадеем. Этот эксперимент известен как «клетка Фарадея».

Суть опыта заключается в следующем. Создаётся замкнутая проводящая оболочка (клетка), изготовленная из металлической сетки или сплошного листа металла. Внутрь этой клетки помещается чувствительный к электрическому полю прибор, например, электроскоп. Затем клетку снаружи подвергают воздействию сильного электрического поля, например, заряжая её до высокого потенциала от электростатического генератора.

В результате эксперимента наблюдается, что несмотря на сильное электрическое поле снаружи клетки (могут даже проскакивать искры), электроскоп, находящийся внутри, не показывает никакого заряда. Его листочки остаются в исходном, неразошедшемся положении.

Это объясняется явлением электростатической индукции. Когда проводник помещают во внешнее электрическое поле, свободные заряды (электроны) в металле приходят в движение. Они перераспределяются по поверхности проводника таким образом, что создаваемое ими внутреннее электрическое поле в точности компенсирует внешнее поле. В результате, суммарная напряжённость электростатического поля внутри всего объёма проводника становится равной нулю: $E_{внутри} = 0$. Это явление называется электростатической экранировкой.

Таким образом, опыт с клеткой Фарадея наглядно демонстрирует, что внутри замкнутой проводящей оболочки электрическое поле отсутствует.

Ответ: Эксперимент, подтверждающий, что напряжённость электрического поля внутри полого заряженного металлического проводника равна нулю, — это опыт с «клеткой Фарадея». В этом опыте чувствительный к полю прибор (например, электроскоп), помещённый внутрь металлической клетки, не реагирует на сильное электрическое поле, создаваемое на внешней поверхности этой клетки.