Что такое электрофорная машина

Первую электростатическую машину  сконструировал немецкий ученый, бургомистр Магдебурга Отто фон Герике в 1650 году. Работа этой машины основывалась на явлении электризации тел трением. Позже появились разнообразые конструкции машин трения, однако они имели недостаток — работа с такими машинами требовала приложения очень больших физических усилий.

В отличие от машин трения действие электрофорных машин основано на возбуждении электричества благодаря явлению индукции, т.е. без непосредственного соприкосновения вызывающих электризацию частей машины. Впервые электрофорная машина была создана в 1865 г. немецким физиком-экспериментатором Августом Теплером, отметившим в одной из своих статей в 1867 г., что «электрофорная машина представляет собою, пожалуй, наиболее прямой путь для получения электрических действий за счет механической работы».

Одновременно с Теплером и независимо от него электрофорная машина была также изобретена другим немецким физиком Вильгельмом Гольцем. Машина Гольца имела более простую, чем машина Теплера, конструкцию, но в то же время позволяла получать большую разность потенциалов и могла использоваться в качестве источника постоянного электрического тока.

Источник www.getaclass.ru

 

 

Электростатическая индукция

Электростатическая индукция — это явление перераспределения электрических зарядов в проводнике, помещённом в электростатическое поле, в результате чего на поверхности проводника возникают электрические заряды.

Больше можно почитать здесь.

Напряженность поля вблизи поверхности проводника зависит только от плотности заряда на его поверхности.

Поверхностная плотность заряда — это скалярная величина, которая равна отношению заряда к площади заряженной поверхности.

Поверхностная плотность зарядов обратно пропорциональна радиусу кривизны поверхности проводника и чем меньше радиус кривизны, тем больше поверхностная плотность зарядов.

Поверхность проводника любой формы можно представить как множество участков сферических поверхностей с различными радиусами кривизны. Тогда плотность зарядов на поверхности заряженного проводника больше там, где меньше радиус кривизны поверхности проводника.

Особенно велика бывает плотность зарядов на остриях. Соответственно, напряженность поля вблизи остриев может быть настолько большой, что ионизируются молекулы воздуха. Ионы противоположного заряду на проводнике знака притягиваются к нему, а одинакового отталкиваются. В результате начинается движение одноименных заряду ионов от проводника, которое увлекает и нейтральные молекулы. Это явление, называемое электрическим ветром, легко наблюдать на опыте (рис. 104). Если закрепленный на изолирующей подставке металлический шар с острием сильно наэлектризовать и поднести к зажженной свечке, то пламя отклонится.

2r3

 

 

Электродвижущая сила источника тока

Ещё почитать можно здесь easyelectronics.ru

Внутри источника тока происходит разделение зарядов — на положительном полюсе источника накапливается положительный заряд, на отрицательном — отрицательный. Из-за этого между полюсами возникает разность потенциалов, и во внешней части цепи возникает электрическое поле, под действием которого во внешней цепи течёт ток.

Вне источника тока свободные заряды движутся под действием сил электростатического поля, но всередине источника они движутся против сил этого поля.

Причины движения зарядов в источнике по своей природе отличаются от природы кулоновских сил. Совокупность причин, из-за которых происходит вынужденное перемещение зарядов внутри источника тока, называют стороннними силами.

Природа сторонних сил разная. Они могут возникать в результате:
1. химических реакций (в гальванических элементах, аккумуляторах);
2. из-за светового воздействия (фотоэлементы);
3. изменения магнитного поля (в электромагнитных генераторах) и т.д.

То есть СТОРОННИЕ СИЛЫ — это любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских).

Сторонние силы своей работой замыкают цепь и обеспечивают постоянство тока. Каждый источник тока характеризуется работой действующих в нём сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, то есть определённой электродвижущей силой (ЭДС).

Электродвижущая сила — это скалярная величина, которая характеризует энергетические свойства источника тока и равна отношению работы сторонних сил по перемещению положительного заряда внутри источника к значению этого заряда.

Астрономические события октября 2016 года

1 октября 2016 года  – новолуние в 0.30;

8 октября 2016 года  – максимум действия метеорного потока Драконид. Ожидается до 20 метеоров в час;

8 октября 2016 года  – Меркурий проходит в градусе севернее Юпитера;

15 октября 2016 года  – противостояние Урана. Наступают наилучшее условия для наблюдения за планетой;

16 октября 2016 года  – полнолуние в 4.25;

16 октября 2016 года  – Луна в перигее, то есть в ближайшей к Земле точке околоземной орбите – 357859 км от Земли;

21 октября 2016 года  – максимум активности метеорного потока Орионид. Ожидается до 25 метеоров в час;

22 октября 2016 года  –  астероид Церера будет находиться в противостоянии с Солнцем;

28 октября 2016 года  – сближение Луны и Юпитера на утреннем небе;

30 октября 2016 года  – Венера проходит в 3 градусах южнее Сатурна;

30 октября 2016 года  – новолуние в 17.40;

31 октября 2016 года  – Луна в апогее, то есть в наиболее удаленной от Земли точке лунной орбиты: расстояние – 406659 км от Земли;

 

 

Маятник Фуко

Маятник Фуко

Маятник Фуко — маятник, который используют для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли.

Маятник Фуко представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верхний конец которой укреплён (например с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Если маятник Фуко отклонить от вертикали и отпустить без начальной скорости, то действующие на груз маятника силы тяжести и натяжения нити будут лежать всё время в плоскости качаний маятника и не смогут вызвать её вращения по отношению к звёздам (к инерциальной системе отсчёта, связанной со звёздами). Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней (т. е. находящийся в неинерциальной системе отсчёта), будет видеть, что плоскость качаний маятник Фуко медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Этим и подтверждается факт суточного вращения Земли.

5076-43.jpg

На Северном или Южном полюсе плоскость качаний маятник Фуко совершит поворот на 360° за звёздные сутки (на 15o за звёздный час). В точке земной поверхности, географическая широта которого равна φ, плоскость горизонта вращается вокруг вертикали с угловой скоростью скоростью ω= ω sinφ (ω -модуль угловой скорости Земли) и плоскость качания маятника вращается с той же угловой скоростью. Поэтому видимая угловая скорость вращения плоскости качаний маятника Фуко на широте φ, выраженная в градусах за звёздный час, имеет значение ωм=15osinφ , т. е. будет тем меньше, чем меньше φ, и на экваторе обращается в нуль (плоскость не вращается). В Южном полушарии вращение плоскости качаний будет наблюдаться в сторону, противоположную наблюдаемой в Северном полушарии. Уточнённый расчёт даёт значение


ωм = 15[1 — (3/8)(a/l)2] sinφ

где а-амплитуда колебаний груза маятника, — длина нити. Добавочный член, уменьшающий угловую скорость, тем меньше, чем больше l. Поэтому для демонстрации опыта целесообразно применять маятник Фуко с возможно большей длиной нити (в несколько десятков м).

История

Впервые этот прибор сконструировал Французский учёный Жан Бернар Леон Фуко.

Похожее изображение

Этот прибор представлял собой пятикилограммовый латунный шар, подвешенный к потолку на двухметровой стальной проволоке.

      Первый опыт Фуко провёл в подвале собственного дома 8 января 1851 года.  Об этом была сделана запись в научной дневнике учёного.

3 февраля 1851 года Жан Фуко продемонстрировал свой маятник в Парижской обсерватории академикам, которые получили письма такого содержания: «Приглашаю Вас проследить за вращением Земли».

     Первая публичная демонстрация опыта произошла по инициативе Луи Бонапарта в парижском Пантеоне в апреле того же года. Под куполом Пантеона был подвешен металлический шар массой 28 кг с закреплённым на нём остриём на стальной проволоке диаметром 1,4 мм и длиной 67 м. Крепление маятника позволяло ему свободно колебаться во всех направлениях. Под точкой крепления было сделано круговое ограждение диаметром 6 метров, по краю ограждения была насыпана песчаная дорожка таким образом, чтобы маятник в своём движении мог при её пересечении прочерчивать на песке отметки. Чтобы избежать бокового толчка при пуске маятника, его отвели в сторону и привязали верёвкой, после чего верёвку пережгли. Период колебаний составлял 16 секунд.

   Эксперимент имел большой успех и вызвал широкий резонанс в научных и общественных кругах Франции и других стран мира. Только в 1851 году были созданы другие маятники по образцу первого, и были проведены опыты Фуко в Парижской обсерватории, в кафедральном соборе Реймса, в церкви св.Игнатия в Риме, в Ливерпуле, в Оксфорде, Дублине, в Рио-де-Жанейро, в городе Коломбо на Цейлоне, Нью-Йорке.

   Во всех этих экспериментах размеры шара и длина матяника были разными, но все они подтверждали выводы Жан Бернара Леона Фуко.

   Элементы маятника, который был продемонстрирован в Пантеоне, сейчас хранятся в парижском Музее искусств и ремёсел. А маятники Фуко сейчас находятся во многих уголках мира: в политехнических и научно-природоведческих музеях, научных обсерваториях, планетариях, университетских лабораториях и библиотеках.

  В Украине есть три маятника Фуко. Один хранится в Национальном техническом университете Украины «КПИ им. Игоря Сикорского», второй – в Харьковском национальном университете им. В.Н. Каразина, третий – в Харьковском планетарии.

Ссылки:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/73876
http://www.library.kpi.ua/node/286

 

Адгезия

Адгезия (от лат. adhasio — прилипание) — возникновение связи между поверхностными слоями двух разнородных твёрдых или жидких тел, приведённых в соприкосновение. Является результатом межмолекулярного взаимодействия, ионной или металлической связей.
Частный случай адгезии является когезия (от лат. cohaesus — связанный, сцепленный), сцепление друг с другом частей одного и того же тела, обусловленное действием сил межмолекулярного взаимодействия, водородной связи и (или) химической связи между составляющими его молекулами, атомами, ионами, и приводящее к объединению этих частей в единое целое с наибольшей прочностью. Силы когезии резко убывают с расстоянием, незначительны в газах и наиболее велики в твёрдых телах. Кагезия характеризует прочность тела, лишённого дефектов по отношению к деформациям.

Предельный случай адгезии — химическое взаимодействие на поверхности раздела (хемосорбция) с образованием слоя химического соединения.

Адгезия измеряется силой или работой отрыва на единичной площади контакта поверхностей (адгезионного шва) и становится предельно большой при полном контакте по всей площади соприкосновения тел (например, при нанесении жидкости — лака или клея — на поверхность твёрдого тела в условиях полного смачивания).
В процессе адгезии уменьшается свободная поверхностная энергия тела. Уменьшение этой энергии, приходящейся на 1 см2 адгезионного шва, называется свободной энергией адгезии.

Источник www.getaclass.ru