Temat

Elektryzowanie ciał przez dotyk

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

VI. Elektryczność. Uczeń:

1) opisuje sposoby elektryzowania ciał przez potarcie i dotyk; wskazuje, że zjawiska te polegają na przemieszczaniu elektronów.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Zapoznanie uczniów z elektryzowaniem ciał przez dotyk.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Zapoznanie uczniów z budową przewodnika i izolatora.

2. Przedstawienie istoty zjawiska elektryzowania ciał przez dotyk.

3. Wyjaśnienie różnic w elektryzowaniu przez dotyk przewodników i izolatorów.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- potrafi wyjaśnić elektryzowanie przez dotyk,

- wyjaśnia, że elektryzowanie ciał polega na przemieszczeniu się elektronów z jednego ciała na drugie.

Metody kształcenia

1. Pogadanka przedstawiająca nowe wiadomości.

2. Wykład konwersatoryjny.

Formy pracy

1. Współpraca uczniów z nauczycielem podczas zdobywania nowej wiedzy.

2. Praca indywidualna i grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Odpowiedz na pytania wprowadzające do lekcji:

1. Przedstaw w skrócie budowę atomu.

2. Co to są elektrony i gdzie się one znajdują?

3. Czy każdy atom ma taką samą liczbę elektronów?

Realizacja lekcji

Każde ciało zbudowane jest z wielu atomów, w których liczba protonów i elektronów jest taka sama. Do takiego ciała można doprowadzić dodatkowe elektrony i wtedy ciało takie jest obdarzone ujemnym ładunkiem elektrycznym. W przypadku gdy z atomu zabierzemy elektrony z powłok walencyjnych mówimy, że ciało takie jest obdarzone dodatnim ładunkiem elektrycznym. Należy pamiętać, że nie można oderwać ani dostarczyć protonów do atomu. Tylko zmiana ilości elektronów może doprowadzić do naelektryzowania ciała.

Co to jest przewodnik?
Przewodnikiem jest każde ciało w którym elektrony krążące wokół jądra atomowego są słabo związane z jądrem atomowym. Elektrony znajdujące się na najdalszym orbitach mogą się praktycznie przemieszczać swobodnie po całej objętości ciała.

[Ilustracja 1]

Co to jest izolator?
Izolatorem nazywamy każde ciało, w którym elektrony krążące wokół jądra atomowego są bardzo mocno powiązane z tym jądrem i w związku z tym nie mogą przemieszczać się we wnętrzu ciała. W określonych sytuacjach mogą przemieścić się nieznacznie we wnętrzu atomu.

[Ilustracja 2]

[Grafika interaktywna 1]

Elektryzowanie to gromadzenie w danym ciele nadmiaru ładunków jednego znaku.

Elektryzowanie poprzez dotyk ma miejsce wówczas, gdy stykamy ze sobą co najmniej dwa ciała, z których przynajmniej jedno jest naelektryzowane. Podczas zetknięcia ciał następuje przepływ elektronów z jednego ciała na drugie.

[Ilustracja 3]

Etapy elektryzowania przez dotyk:

- Naelektryzowaną dodatnio laskę szklaną (niedobór elektronów) zbliżamy do obojętnej metalowej kuli, znajdującej się na górze elektroskopu (kuli, w której nie ma nadmiaru ani niedomiaru elektronów).
- Po zetknięciu się dwóch ciał część elektronów z kuli przepłynie na szklaną laskę. Laska szklana nadal będzie naładowana dodatnio, ale już ładunek ten będzie mniejszy. Natomiast część metalowa elektroskopu uzyska ładunek dodatni. (Ze względu na budowę izolatorów zmiana ładunku na lasce szklanej jest miejscowa. Aby zmienić stan naelektryzowania większej części laski szklanej należy nią przesunąć po kuli elektroskopu).
- Listki elektroskopu odchylą się (odpychanie ładunków jednoimiennych).

Cechy elektryzowania przez dotyk:

- Do elektryzowania ciał przez dotyk dochodzi wtedy gdy stykamy ze sobą ciała, z których co najmniej jedno jest obdarzone ładunkiem elektrycznym.  
- Na skutek zetknięcia część elektronów przechodzi z ciała, na którym jest ich więcej na ciało, na którym jest ich mniej.  
- Rozdział ładunku pomiędzy ciała jest taki, że suma ładunków po zetknięciu ciał jest równa ładunkowi naelektryzowanego ciała przed zetknięciem z ciałem obojętnym elektrycznie.  
- Na obu ciałach, po zetknięciu. będzie taki sam ładunek, jeśli są one identyczne (np. dwie takie same kule przewodzące).
- Jest to elektryzowanie trwałe.

Przez dotyk można naelektryzować wyłącznie ciało będące przewodnikiem.

[Grafika interaktywna 2]

Podczas elektryzowania zawsze sumaryczny ładunek jest zachowany. Poniżej przedstawiono przykładowe wartości ładunków dwóch jednakowych ciał przed i po naelektryzowaniu przez dotyk.

[Tabela 1]

Podsumowanie lekcji

Elektryzowanie poprzez dotyk ma miejsce wówczas, gdy stykamy ze sobą co najmniej dwa ciała, z których przynajmniej jedno jest naelektryzowane. Podczas zatknięcia ciał następuje przepływ elektronów z jednego ciała na drugie.

Elektrony przemieszczają się z jednego ciała na drugie, powodując tym samym naelektryzowanie ciała drugiego oraz zmniejszenie ładunku na ciele pierwszym. Zgodnie z zasadą zachowania ładunku elektrycznego całkowity ładunek przed zetknięciem musi być równy całkowitemu ładunkowi po zetknięciu.