Какви са двата вида такси? I. S. Stekolnikov Светкавица и гръм. Усъвършенстване на електростатични машини

"Наелектризиране на тела. Два вида електрически заряд" Никонов Евгений Гаврилевич Физика 8 клас

Цели на урока: образователни: формиране на първоначални идеи за електрически заряд, за взаимодействието на заредени тела, за съществуването на два вида електрически заряди. изясняване на същността на процеса на електрификация на телата. определяне на знака за заряд на електрифицирано тяло. развиващи: развиване на умения за идентифициране на електрически явления в природата и техниката. запознаване с кратка историческа информация за изучаването на електрическите заряди. образователни: развиване на способността за работа в екип, насърчаване на любопитството.

Оборудване: електроскоп (електрометри), фолиева гилза на стойка, стъклени и ебонитови пръчици, парче козина и луга, полиетилен, хартия, пластмасов гребен (дръжка), статив, бюрета с вода, чаша за събиране на вода, компютър, проектор, интерактивна дъска.

В Древна Гърция, в красивия град Милет е живял философът Талес. И тогава една вечер любимата му дъщеря се приближава до него. Обяснете защо конците ми се оплитат, когато работя с кехлибарено вретено, прах и сламки полепват по преждата. Много е неудобно. Талес взема вретеното, търка го и вижда малки искри. Спомнете си руската поговорка: „Докато гръм не удари, човек няма да се прекръсти“. А какво е гръм без мълния? Колко милиона пъти трябва да блесне мълния, за да се прекръсти човек и накрая да си помисли: какво е това?

Изглежда, че няма нищо общо между протрито кехлибарено вретено, което привлича предмети, и мълния. Но всичко това са ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ФЕНОМЕНИ. Защо се случват тези феномени? Каква е същността на тези явления? Трябва да разберем това в днешните и предстоящите уроци.

Запишете темата на урока. Всеки от вас до края на урока трябва да се научи да обяснява: какво е електрически заряд и наелектризиране, как заредените тела взаимодействат помежду си, как работи най-простото устройство електроскоп, какви заряди съществуват в природата

Нека първо разгледаме произхода на термина "електричество". Историята на развитието на електричеството започва с Талес от Милет. Първоначално свойството да привлича малки предмети се приписваше само на кехлибара (вкаменена смола от иглолистни дървета). От името на което идва думата електричество, т.е. на гръцки. електрон-кехлибар. Едва в края на 16 век и началото на 17 век те си спомнят за това откритие. Английският лекар и натуралист Уилям Гилбърт (1544 - 1603) открива, че много вещества могат да се наелектризират от триене. Той беше един от първите учени, които одобриха опита, експеримента като основа на изследването.

Ако парче кехлибар се натрие върху вълна или стъклена пръчка - върху хартия или коприна, можете да чуете леко пукане, искри в тъмното, а самата пръчка придобива способността да привлича малки предмети.Нека проведем експерименти с гребен (дръжка), пръчка и ръкав, пръчка и струя вода За тяло, което след триене привлича други тела към себе си, се казва, че е наелектризирано или че му е придаден електрически заряд.

По привличането на телата едно към друго може да се прецени дали телата имат електрически заряд. Има инструменти, с които можете да прецените наелектризирането на телата - електроскоп (електрон - наблюдавам)

Електрификацията може да възникне по няколко начина: 1. КОНТАКТ Нютон също участва в електрически експерименти, който наблюдава електрическия танц на парчета хартия, поставени под стъкло, поставени върху метален пръстен. При триене на стъклото парчетата хартия се привличат към него, след това отскачат, отново се привличат и т.н. Нютон провежда тези експерименти през 1675 г. 2. ЧРЕЗ УДАР (гумен маркуч се удря рязко в масивен предмет и се докарва към електроскопа) 3. ЧРЕЗ ТРИЕНИЕ Гилбърт посочва как се извършва наелектризирането чрез триене: „Те се търкат с тела, които не развалят повърхността им и придават блясък, например с твърда коприна, груба нецапаща кърпа и суха длан . Кехлибарът също се трие в кехлибар, в диамант, в стъкло и много други. Ето как се обработват електрическите тела. Телата се търкат едно в друго, за да се увеличи площта на контакта им.

Всички наелектризирани тела привличат други тела, например парчета хартия. Чрез привличане е невъзможно да се разграничи електрическият заряд на стъклена пръчка, натъркана върху коприна, от заряда, получен върху ебонитна пръчка, натъркана върху козина. В крайна сметка и двете електрифицирани пръчки привличат парчета хартия. Но наелектризираните тела също могат да се отблъскват. (ръкав и пръчка). Защо?

И така, електрическият заряд е мярка за свойствата на заредените тела да взаимодействат едно с друго. Какви видове взаимодействия познавате? Условно зарядите се наричат ​​положителни (на стъкло, натрито с коприна) и отрицателни (на кехлибар, ебонит, сяра, каучук, натрит с вълна). Положителният заряд във физиката се означава с +q или q. Отрицателният заряд - -q

+ + + - Какво ще стане с тези топки? - Как ще се държат тези топки? Телата с еднакъв знак се отблъскват, а телата с противоположен знак се привличат.

Извод: Един от видовете наелектризиране е триенето на телата. В този случай винаги участват две тела (или повече). И двете тела са наелектризирани.

Електрификация се наблюдава и при триене на течности срещу метали по време на потока, както и пръскане при удар. Първото наелектризиране на течност по време на раздробяване е забелязано при водопади в Швейцария през 1786 г. От 1913 г. явлението се нарича балоелектричен ефект.

Първичен контрол: Сега ще изпълним кратка тестова задача, която ще проверите помежду си и веднага ще поставите оценки. Дават се пет минути за изпълнение. Отговори: Вариант 1 A ​​B A B B Вариант 2 B B A B B

КАЧЕСТВЕНИ ПРОБЛЕМИ 1. Какви предпазни мерки трябва да се вземат, за да се гарантира, че когато бензинът се налива от един резервоар в друг, той няма да се запали? (По време на транспортиране и по време на преливане бензинът се наелектризира, може да възникне искра и бензинът да се запали. За да не се случи това, двата резервоара и тръбопроводът, който ги свързва, са заземени). 2. Към резервоара на цистерна за гориво е прикрепена стоманена верига, чийто долен край се допира до земята с няколко звена. За какво? Защо една жп цистерна няма такава верига? (Тъй като железопътната цистерна е заземена чрез колелата на релсата) 3. Ако извадите единия найлонов чорап от другия и държите всеки в ръката си във въздуха, те се разширяват. Защо? (Когато се появи триене, чорапите се наелектризират. Подобни заряди се отблъскват взаимно. Следователно повърхността на чорапа се издува.)

Електричеството, получено чрез триене върху едно или друго тяло, се оказва различно по своите свойства.

Нека направим следния експеримент. С помощта на копринен конец окачваме лека топка от корк или бъз на стойка и след това, като наелектризираме ебонитовата пръчка чрез триене с козина или плат, я довеждаме до корковата топка. В този случай ще се случи следното: топката първо бързо ще бъде привлечена от ебонитовата пръчка (фиг. 2), но щом я докосне, веднага ще се отблъсне и ще заеме позицията, показана на фиг. 3. Ако донесете стъклена пръчка, наелектризирана от триене върху коприна или кожа, към тази заредена топка, топката ще бъде привлечена от нея.

Ориз. 2. Привличане на коркова топка към наелектризирана пръчка

Ориз. 3. Отблъскване на коркова топка, получила заряд от наелектризирана пръчка

Нека сега вземем две топки, окачени на две стойки на копринени нишки, и да докоснем всяка от тях с наелектризирана стъклена пръчка.

След това, приближавайки двете топки една до друга, отбелязваме, че те ще се стремят да се отблъснат и да заемат позицията, показана на фиг. 4. Същото ще се случи, ако и двете топки се заредят с наелектризирана ебонитна пръчка.

Ориз. 4. Топки с еднакъв заряд се отблъскват

Съвсем различни свойства ще бъдат открити, ако първата от двете топки се зареди чрез докосване с наелектризирана стъклена пръчка, а другата топка се наелектризира с ебонитова пръчка. Топките ще се привличат една към друга (фиг. 5).

Ориз. 5. Топки с противоположни заряди се привличат

Проведените експерименти показват, че е необходимо да се прави разлика между две електрически състояния на телата или, както се казва, два вида електричество:

1) електричество, генерирано върху стъкло чрез триене върху коприна или кожа, което те се съгласиха да наричат ​​положително електричество;

2) електричество, генерирано от ебонит чрез триене върху козина или вълнен материал, което те се съгласиха да наричат ​​отрицателно електричество.

Положителното електричество обикновено се означава със знак плюс (+), а отрицателното електричество със знак минус (-).

Телата, наелектризирани от едно и също електричество, независимо дали е положително или отрицателно, се отблъскват едно друго (фиг. 4). Телата, наелектризирани с противоположно електричество, се привличат едно към друго (фиг. 5).

Трябва да се има предвид, че привличането или отблъскването на електрифицираните топки ще бъде по-силно, колкото по-малко е разстоянието между тях и колкото по-голям е зарядът, придаден на всяка от топките.

Също така трябва да се помни, че ако чрез триене на стъклена пръчка с коприна получаваме положително електричество върху стъклената пръчка, то на свой ред върху коприната получаваме отрицателно електричество в същото количество. И обратно, когато ебонитът се трие в козината върху ебонит, получаваме отрицателно електричество, а самата козина се наелектризира положително.

Прости експерименти върху наелектризирането на различни тела илюстрират следните точки.

1. Има два вида заряди: положителни (+) и отрицателни (-). Положителен заряд възниква, когато стъклото се трие в кожа или коприна, а отрицателен заряд възниква, когато кехлибар (или ебонит) се трие в вълна.

2. Такси (или заредени тела) взаимодействат помежду си. Същите таксиотблъснете и за разлика от такситеса привлечени.

3. Състоянието на наелектризиране може да се прехвърля от едно тяло на друго, което е свързано с прехвърлянето на електрически заряд. В този случай към тялото може да се пренесе по-голям или по-малък заряд, т.е. зарядът има величина. При наелектризиране чрез триене и двете тела придобиват заряд, като едното е положително, а другото отрицателно. Трябва да се подчертае, че абсолютните стойности на зарядите на телата, наелектризирани чрез триене, са равни, което се потвърждава от многобройни измервания на заряди с помощта на електрометри.

След откриването на електрона и изследването на структурата на атома стана възможно да се обясни защо телата се наелектризират (т.е. зареждат) по време на триене. Както знаете, всички вещества се състоят от атоми; атомите от своя страна се състоят от елементарни частици – отрицателно заредени електрони, положително заредена протонии неутрални частици - неутрони. Електроните и протоните са носители на елементарни (минимални) електрически заряди.

Елементарен електрически заряд ( д) е най-малкият електрически заряд, положителен или отрицателен, равен на заряда на електрона:

e = 1.6021892(46) 10 -19 С.

Има много заредени елементарни частици и почти всички имат заряд +eили -е, обаче, тези частици са много краткотрайни. Те живеят по-малко от една милионна от секундата. Само електроните и протоните съществуват в свободно състояние за неопределено време.

Протоните и неутроните (нуклоните) изграждат положително зареденото ядро ​​на атома, около което се въртят отрицателно заредени електрони, чийто брой е равен на броя на протоните, така че атомът като цяло е електроцентрала.

При нормални условия телата, състоящи се от атоми (или молекули), са електрически неутрални. По време на процеса на триене обаче някои от електроните, които са напуснали своите атоми, могат да се преместят от едно тяло в друго. Движенията на електроните не надвишават междуатомните разстояния. Но ако телата се разделят след триене, те ще се окажат заредени; тялото, което се отказа от част от своите електрони, ще бъде заредено положително, а тялото, което ги е придобило, ще бъде заредено отрицателно.

И така, телата се наелектризират, тоест получават електрически заряд, когато губят или получават електрони. В някои случаи наелектризирането се причинява от движението на йони. В този случай не възникват нови електрически заряди. Има само разделение на съществуващите заряди между наелектризиращите тела: част от отрицателните заряди преминава от едно тяло към друго.

Определяне на таксата.

Трябва специално да се подчертае, че зарядът е неразделно свойство на частицата. Можете да си представите частица без заряд, но не можете да си представите заряд без частица.

Заредените частици се проявяват в привличане (противоположни заряди) или отблъскване (като заряди) със сили, които са много порядъци по-големи от гравитационните сили. По този начин силата на електрическо привличане на електрона към ядрото във водороден атом е 10 39 пъти по-голяма от силата на гравитационното привличане на тези частици. Взаимодействието между заредените частици се нарича електромагнитно взаимодействие, а електрическият заряд определя интензивността на електромагнитните взаимодействия.

В съвременната физика зарядът се определя по следния начин:

Електрически заряде физическа величина, която е източник на електрическо поле, чрез което се осъществява взаимодействието на частиците със заряд.

Цел на работата: запознаване с историята на развитието на електротехниката, с творческия път на най-забележителните учени, допринесли за изучаването на електрически и магнитни явления, идентифициране на техните модели и създаване на електрически устройства.

Изключвам

7. Откриване на феномена

3. Развитие на електростатиката на електростатичната индукция. Изследване на процесите на електрификация

8. Изследване на взаимодействието

4. Изобретяване на Лайденския буркан със заредени тела. Откриване на закона на Кулон

Първите наблюдения на магнитни и електрически явления датират от дълбока древност. Мистериозната способност на магнита да привлича железни предмети се споменава в древни хроники и легенди, достигнали до нас от Азия (Индия и Китай), Древна Гърция и Рим.

Много образно обяснение на свойствата на магнита е дадено в известната поема „За природата на нещата“ на римския поет Лукреций (99-55 г. пр. н. е.), написана преди повече от 2 хиляди години.

От древни легенди и хроники, датиращи от второто хилядолетие пр.н.е., научаваме много интересни факти за практическото използване на магнита. Древните индианци използвали магнит, за да отстраняват железни върхове на стрели от телата на ранени воини. Китайските хроники разказват за магическа магнитна порта, през която не може да мине човек, който е скрил метално оръжие. По време на разкопки на селище на олмеки (Централна Америка) са открити скулптури на три хиляди години, издълбани от магнитни блокове.

В Китай през второто хилядолетие пр.н.е. Първите компаси с различни дизайни вече са използвани. В един от музеите се съхранява китайски компас на хиляда години, който прилича на лъжица.

Естествено древните учени и

Естествоизпитателите се чудят каква е причината за мистериозните свойства на магнита на китайския компас. Платон напр.

ги обясни с божествения произход.

Първи наблюдения на магнитни и електрически явления

СЪС по името на един от древните мъдреци – Талес(640-550 г. пр. н. е.) свързани легенди, достигнали до нас

О свойството на търкания кехлибар да привлича леки тела. Според него в кехлибара, както в магнита, има душа, която е първопричината за привличането.

Изделията от кехлибар, блестящи и красиви, са били широко използвани от древните хора за декорация, така че вероятно мнозина са забелязали, че втритият кехлибар привлича леки сламки, парчета плат и т.н.

Гърците наричали кехлибара "електрон". От това, много векове по-късно, произлиза думата „електричество“. Известно е, че едно от древногръцките произведения описва камък (очевидно скъпоценен), който, подобно на кехлибар, се наелектризира при триене. Но древните гърци вероятно не са знаели за електрифицирането на други тела.

И още едно любопитно явление не остава незабелязано от древните народи, живеещи по средиземноморското крайбрежие и в басейна на реката. Нил. Говорим за „електрически“ риби - скат и сом. Гърците ги наричали „нарке“, което означава „парализиращ“. При контакт с тези риби, които имат електрически органи, човек преживява силни удари. Известно е, че през 1 век от н.е. Римските лекари използвали електрическия скат за лечение на подагра, главоболие и други заболявания.

И, разбира се, древните хора са наблюдавали заплашителни гръмотевици и ярки светкавици, които са вдъхвали естествен страх у тях, но никой от мъдреците от онези времена не е могъл да си представи, че привличането на натрития кехлибар и ударите на електричество риби и явленията на гръмотевичните бури в атмосферата имат същата природа.

Упадъкът на древната култура беше осезаемо отразен в изучаването на електрическите и магнитните явления. От множество източници следва, че практически до 1600 г. не е направено нито едно откритие в областта на електрическите явления, а в областта на магнетизма са описани само методи за използване на компас от моряците (от арабите през 9 век и от европейците през 11 век).

През 13 век учените успяха да установят редица свойства на магнита: съществуването на противоположни полюси и тяхното взаимодействие; разпространение на магнитно действие през различни тела (хартия, дърво и др.); Описани са методи за производство на магнитни стрелки, а френският учен Пиер Перегрин (1541-1616) е първият, който предоставя компас с градуирана скала.

През XIII-XIVв. Католическите капитани използвали компаса тайно от страх да не се окажат на кладата на инквизицията, която гледала на компаса като на дяволски инструмент, създаден от магьосници.

В продължение на много векове магнитните явления се обясняват с действието на специална магнитна течност и, както ще бъде показано по-долу, само изключителният френски физик A.M. Ампер през 20-те години на XIX век. първи обяснява електрическата природа на магнетизма.

Експериментални изследвания на У. Гилбърт

Значителна промяна в представите за електрическите и магнитните явления настъпва в самото начало на 17 век, когато е публикуван фундаменталният научен труд на виден английски учен (лекар на английската кралица Елизабет). Уилям Гилбърт(1554--1603) „За магнита, магнитните тела и големия магнит – Земята” (1600). Като последовател на експерименталния метод в естествените науки, У. Гилбърт провежда повече от 600 умели експеримента, които, както той пише, разкриват тайните на „скритите причини за различни явления“.

За разлика от много от своите предшественици, У. Гилбърт вярва, че магнитната игла се движи под въздействието на магнетизма на Земята, която е голям магнит. Той базира заключенията си на оригинален експеримент, който за първи път провежда. Той направи малка топка от магнитна желязна руда - "малка Земя - терела" и доказа, че магнитната игла заема същите позиции по отношение на повърхността на тази "терела", както заема в полето на земния магнетизъм. Той установи възможността за магнетизиране на желязото чрез земния магнетизъм.

Докато изследва магнетизма, У. Гилбърт започва да изучава и електрическите явления. Той доказа, че не само кехлибарът, но и много други тела имат електрически свойства: диамант, сяра, смола, планински кристал

Наелектризира се при триене. Той нарече тези тела "електрически" в съответствие с гръцкото наименование на кехлибар (електрон). Но У. Гилбърт неуспешно се опитва да наелектризира метали, без да ги изолира, и следователно стига до погрешното заключение, че е невъзможно да се наелектризират метали чрез триене. Това заключение на У. Гилбърт беше убедително опровергано два века по-късно от изключителния руски електроинженер академик Василий Владимирович Петров.

У. Гилбърт правилно установи, че „степента на електрическа сила“ варира и влагата намалява електрифицирането на телата при триене. Сравнявайки магнитните и електрическите явления, У. Гилбърт твърди, че те имат различна природа: например „електрическата сила“ идва само от триене, докато магнитната сила постоянно действа върху желязото; Магнит повдига тела със значителна тежест, електричеството повдига само леки тела. Това погрешно заключение на У. Гилбърт продължава в науката повече от 200 години.

Идеята, че електрическите явления се причиняват от наличието на специална „електрическа течност“, подобна на „нагряващ агент“ и „светлообразуващ агент“, е характерна за науката от онзи период, когато механичните възгледи за много природни явления са доминиращи.

Основният труд на У. Гилбърт оцелява през целия 17 век. няколко издания, той беше справочник за много натуралисти в различни европейски страни и изигра огромна роля в развитието на учението за електричеството и магнетизма. Великият Г. Галилей пише за произведенията на У. Гилбърт: „Отдавам най-голяма похвала и завист на този автор.“

Електростатична машина О. Герике

Един от първите, които, след като се запознаха с книгата на В. Гилбърт, решиха да получат по-силни прояви на електрически сили, беше магдебургският бургомистър Ото фон Герике (1602-1686).

През 1650 г. той прави топка от сяра с размерите на детска глава и я монтира върху желязна ос, монтирана на дървен триножник. С помощта на дръжка топката можеше да се върти и се търкаше с длани или парче плат, притиснато към топката с ръка. Това беше първата проста електростатична машина.

О. Герике успя да забележи слабото сияние на наелектризирана топка в тъмното и, което е особено важно, за първи път откри, че след известно време пухчетата, привлечени от топката, се отблъскват от нея. Това явление не е О. Герике. нито много от неговите съвременници не можеха да обяснят дълго време.

Немският учен Г. В. Лайбниц (1646-1716), използвайки машината на О. Герике, наблюдава електрическа искра - това е първото споменаване на това мистериозно явление.

Усъвършенстване на електростатични машини

През първата половина на 17в. електростатичната машина претърпя редица подобрения: сярната топка беше заменена със стъклена (тъй като стъклото беше по-интензивно електрифицирано), а по-късно, вместо топки или цилиндри (които бяха по-трудни за производство и често експлодираха при нагряване) , започват да се използват стъклени дискове. За триене са използвани кожени подложки, притиснати към стъклото с пружини; По-късно, за да се подобри електрифицирането, подложките започнаха да се покриват с амалгама.

Важен нов елемент в дизайна на машината е приспособлението (1744) - метална тръба, окачена на копринени нишки и по-късно монтирана на изолирани опори. Проводникът служи като резервоар за събиране на електрически заряди, генерирани от триене. След изобретяването на Лайденския буркан, той също е монтиран до машината.

Електростатична машина. Краят на 18 век Неизвестен майстор.

Инструментална камара на Академията на науките в Санкт Петербург

Идентифицирани са два вида електричество и са установени законите на тяхното взаимодействие. Открити са проводимите и изолационни свойства на материалите.

Експерименти върху преноса на електрически заряд. Откриване на електрическата проводимост

Значителна стъпка в изучаването на свойствата на електрическите заряди е изследването на Стивън Грей (1670-1736), член на Английското кралско общество и член на Парижката академия на науките Шарл Франсоа Дюфе(1698 -1736).

В резултат на многобройни експерименти С. Грей успя да установи, че електрическата способност на стъклена тръба да привлича светлинни тела може да се прехвърли на други тела и той показа (1729), че телата, в зависимост от връзката им с електричеството, могат се разделят на две групи: проводници (напр. метална нишка, тел) и непроводими (напр. копринена нишка).

Продължавайки експериментите на С. Грей, Ш.Ф. Dufay (през 1733 г.) открива два вида електрически заряди - "стъкло" и "смола" и способността им да отблъскват еднакви заряди и да привличат противоположни заряди.

Dufay също създаде прототип на електроскоп под формата на два окачени и разминаващи се, когато са електрифицирани

До края на 30-те години на XVIII век. Успешно използвани като проводници: ленен конец (Gericke, 1663), конопен канап, неизсушено дърво, метална тел (Gray, 1729), мокър кетгут (Desagulier,

1738); като непроводими: коприна (Wheeler в експеримент, извършен от Gray, 1729), конски косми (Gray, 1729), стъкло и восък (Dufay, 1733). Дължината на електрическите линии достига няколкостотин метра.

O. Guericke, провеждайки експерименти с електростатична машина, откри, че сярна топка, разтрита на ръка, прехвърля способността си да привлича леки тела върху ленена нишка с дължина на лакът, чийто край, закачен за пръчка, се намира на самата топка; привличането се наблюдава в рамките на повече от инч от долния край на нишката.

Използвайки стъклена тръба (или пръчка), Стивън Грей повтори експеримента на Герике. През 1729 г. Грей открива редица тела, на които тръбата може да придаде „електрическа сила“. Това са дървени пръти и тел (желязо и месинг), които Грей пъхна в тръбата (през запушалка), конопена връв, която завърза за тръбата или пъхна в нея. Максималната дължина на пренос на енергия на закрито чрез канап или тел, висящ на тръба, не надвишава 1 m, а максималната дължина на хоризонтално „предаване на енергия“ на закрито чрез закачени дървени проводници е не повече от 5,5 m, включително дължината на тръбата. Грей тества посланието за „електрическа сила“ към телата с помощта на мъх, който може да бъде привлечен от тялото, отблъснат от него и да се рее

във въздуха.

Грей реши да опита да предаде електричество хоризонтално, за да разбере въпроса, който го вълнуваше, колко далеч може да се предаде електричество. За да направи това, той окачи връв на пирони, забити в дървена греда на същата височина. Опитът не се получи. Грей правилно заключи, че електричеството е преминало в лъча.

Трудността е преодоляна благодарение на брилянтната идея на Уилър, с когото Грей експериментира през лятото на 1729 г. Свещеникът Гранвил Уилър (ум. 1770 г.) предлага поддържането на комуникационната линия (според Грей) с копринен шнур, а по-скоро отколкото да го окачите на пирони, забити в гредата. Първият опит надмина всички очаквания. Електричеството се предава по линия с дължина около 25 м. Заменяйки копринения шнур с метален проводник, Грей отново получава отрицателен резултат.

Грей „...показва, че електричеството може да се предава, без да се докосва преносната линия с тръбата, а само като се държи тръбата близо до линията“, т.е., в по-късна терминология, използвайки електростатична индукция.

Летен следобед. Извисява се. Изведнъж небето започва бързо да потъмнява. Това е готино. Порив на вятъра вдига прах и го носи по улицата. Минават няколко минути и първите големи капки дъжд падат на земята, оставяйки големи тъмни петна върху праха. Скоро дъждът се засилва - сега се излива на силни потоци, създавайки непрекъсната водна завеса. Изведнъж в оловното небе блесна виеща се огнена лента... Светкавица! Удари някъде наблизо и след една-две секунди се чу звук, сякаш наблизо гърмяха изстрели. Още няколко светкавици и силни гръмотевици - дъждът утихна и небето се изясни. Премина гръмотевична буря.

Мощни гръмотевици и ослепителни светкавици са всявали страх у хората. Наблюдавайки унищожението, причинено понякога от мълния, човек, пълен с предразсъдъци и суеверия, вярваше, че мълнията е причинена от богове или могъщи сили, че мълнията „като наказание“ убива и осакатява хората и изгаря покривите им. Древногръцките легенди разказват, че главният гръцки бог, гръмовержецът Зевс, в гнева си хвърля огнени стрели - светкавици. В руските вярвания се смяташе, че гръмотевичната буря се контролира от „Пророк Илия“, който се вози в колесницата си по небето.

Но въпреки страха от мълнии, още в древността хората внимателно наблюдават и изучават този страхотен и красив природен феномен. Учените го изучават в продължение на няколко десетилетия. Благодарение на тяхната всеотдайна и упорита работа едно от най-интересните природни явления – светкавицата и съпътстващата я гръмотевица – вече получи пълно научно обяснение. Оказа се, че в това явление няма нищо мистериозно и че „божествените сили“ нямат нищо общо с него. Учените могат изкуствено да създават светкавици, макар и в малък мащаб, в своите лаборатории. Всеки читател на тази книга може да получи много малки мълнии, както е описано по-долу.

Хората се стремяха да изучават мълнията не само от любопитство. Искаха да се научат как да се борят с него, искаха да го победят. Непобедената мълния е много опасна. Може да засегне фатално човек, да разруши сграда, да причини експлозии и пожари, причиняващи милиони загуби, и да създаде тежки аварии в електроцентрали, които спират подаването на енергия. Всичко това нарушава нормалния живот и работа на хората.

За да се борят с мълнията, хората се стремяха да я изучават. Без знание беше невъзможно да се победи мълнията. „Всичко идва от знанието, както и победата“, е казал Максим Горки.

В тази малка книжка ще говорим за това как възникват светкавиците и гръмотевиците, какви вреди могат да причинят светкавиците и как да се предпазите от разрушителните им ефекти. Ще започнем с основна информация за електричеството, без която всичко по-нататък няма да е ясно за читателя.

Преди две хиляди и половина години гръцкият учен Талес от град Милет забелязал, че ако кехлибарът (жълта смола, използвана за декорация) се натрие с козина, той може да привлече леки предмети - например влакна или сламки. На гръцки кехлибарът се нарича електрон. Електричеството получава името си от тази дума.

Тогава беше открито, че някои други предмети, например стъкло, ебонит (веществото, от което се правят гребени, грамофонни плочи и т.н.), придобиват същите свойства като кехлибар, ако се търкат с вълна, коприна или козина. След това казват, че тези обекти са електрифицирани.

Ебонитният гребен може да се наелектризира, като срешете косата си с него. Всеки, който видя чиста, измита и суха коса да се разресва с гребен в тъмното, забеляза синкави искри и чу пращещия им звук.

Една от първите машини, създадени от човека за генериране на електричество (това беше в края на 17-ти век), се състоеше от стъклена топка, въртяща се върху желязна ос. Когато потъркаха въртящата се топка с плат и след това я докоснаха с ръката си, между топката и ръката в тъмнината се виждаше светлина и се чуваше пукащ звук. Когато топката се въртеше бързо, се наблюдаваха слаби искри. Първоначално изглежда изненадващо, че тези малки слаби искри и тяхното леко пращене имат същия произход като огромната ослепителна светкавица и гръмотевицата, която я придружава. Но това е точно така. Още преди 200 години учените най-накрая установиха, че мълнията е електрическа искра.

Това е доказано за първи път през 1752 г. от известния американски учен и общественик Бенджамин Франклин.

През лятото на 1752 г. в американския град Филаделфия може да се наблюдава странна картина. Двама възрастни, които се бяха покатерили под навеса (по-големият изглеждаше на около 45 години, другият беше доста млад) пускаха копринено хвърчило. Бяха Франклин и синът му. За края на връвта на хвърчилото бащата и синът завързаха масивен железен ключ за градинската порта, закрепен за стълб с копринена панделка (фиг. 1). Само синът му беше посветен в тайната на експериментите си от баща си, страхувайки се от язвителни подигравки, ако се провалят. Той стоеше разтревожен до хвърчилото и очакваше резултатите от експеримента като присъда за дългогодишните му изследвания.

Ориз. 1. Франклин и неговият син пускат хвърчило. (От стара картина.)

Облак дойде и отмина. Никакви резултати, никакви следи от електричество... И изведнъж влакната на дантелата се разтегнаха, както се случи при експерименти с електричество, проведени от учения в лабораторията. Франклин бързо вдигна пръст към клавиша и... ударът, който получи от плъзналата се силна електрическа искра, му се стори най-приятното усещане.

Все пак постигна това, което толкова страстно и упорито желаеше! Неговото откритие развълнува целия научен свят от онова време. Бледа искра, която изпука тихо, прозвуча като гръм по целия свят, доказвайки, че светкавицата е електрически разряд. Франклин, така да се каже, свали светкавица на земята, отнемайки я от мистериозните „неземни сили.” + ”, и отрицателния знак „ – " Такива обозначения ще бъдат използвани в чертежите на тази книга.