Экспериментальные задания, страница 106 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

В электрическое поле, созданное двумя бесконечными разноименно заряженными пластинами, поместим сначала нейтральные частицы, затем положительно заряженные частицы и потом электроны. Мы обнаружим, что во всех случаях частицы будут участвовать в тепловом (хаотичном) движении, интенсивность которого зависит от температуры (рис. 23.1).

Рис. 23.1

Текст на изображении описывает поведение различных частиц в однородном электрическом поле, создаваемом двумя бесконечными разноименно заряженными пластинами. Помимо упомянутого в тексте теплового (хаотичного) движения, которое присуще всем частицам при температуре выше абсолютного нуля, на заряженные частицы также будет действовать электрическая сила, вызывающая их направленное движение. Рассмотрим поведение каждого типа частиц подробнее.

Поведение нейтральных частиц

Нейтральные частицы, по определению, не имеют электрического заряда ($q = 0$). Сила, действующая на частицу в электрическом поле, определяется формулой $\vec{F} = q\vec{E}$. Поскольку заряд нейтральных частиц равен нулю, электрическая сила, действующая на них, также равна нулю ($\vec{F} = 0$). Следовательно, электрическое поле не оказывает влияния на их поступательное движение. Эти частицы будут продолжать участвовать только в тепловом хаотичном движении, как показано на рисунке, сталкиваясь друг с другом и со стенками (если они находятся в среде). Их движение полностью определяется их температурой.

Ответ: Нейтральные частицы будут участвовать только в хаотичном тепловом движении, так как электрическое поле не действует на них.

Поведение положительно заряженных частиц

Положительно заряженные частицы (например, ионы) имеют положительный заряд ($q > 0$). На каждую такую частицу в электрическом поле будет действовать сила $\vec{F} = q\vec{E}$. Направление этой силы совпадает с направлением вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$. В данном случае поле направлено от положительно заряженной пластины (слева) к отрицательно заряженной (справа). Таким образом, на положительные частицы будет действовать сила, направленная вправо. В результате, помимо хаотичного теплового движения, эти частицы будут испытывать ускорение и приобретут дополнительную составляющую скорости, направленную вправо. Их движение будет представлять собой сумму хаотичного движения и направленного дрейфа в сторону отрицательной пластины.

Ответ: Положительно заряженные частицы будут участвовать в хаотичном тепловом движении и одновременно смещаться (дрейфовать) в направлении электрического поля, то есть к отрицательно заряженной пластине (вправо).

Поведение электронов

Электроны являются отрицательно заряженными частицами, их заряд $q = -e$, где $e$ - элементарный заряд. Сила, действующая на электрон в электрическом поле, равна $\vec{F} = q\vec{E} = -e\vec{E}$. Знак "минус" указывает на то, что направление силы $\vec{F}$ противоположно направлению напряженности электрического поля $\vec{E}$. Поскольку поле $\vec{E}$ направлено вправо, на электроны будет действовать сила, направленная влево, то есть в сторону положительно заряженной пластины. Следовательно, на хаотичное тепловое движение электронов будет накладываться их направленное движение (дрейф) против направления поля. Общая траектория каждого электрона будет сложной, но в среднем все электроны будут смещаться к положительной пластине.

Ответ: Электроны будут участвовать в хаотичном тепловом движении и одновременно смещаться (дрейфовать) против направления электрического поля, то есть к положительно заряженной пластине (влево).