كيمياء

استقطاب الضوء - أساسيات

استقطاب الضوء - أساسيات


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الضوء كموجة عرضية - محاولة دخول

المقدمة

في الفصل الخاص بالتداخل والحيود ، رأينا أنه يمكن وصف الضوء من خلال عملية الموجة. هناك نوعان رئيسيان من الموجات ، وهما الموجات المستعرضة والموجات الطولية.

الموجة المستعرضة والطولية
  • تهتز الموجات المستعرضة بشكل عمودي على اتجاه انتشارها (مثل موجات الحبل).
  • تتأرجح الموجات الطولية في اتجاه انتشارها (مثل الموجات الصوتية).

هل الضوء موجة عرضية أم طولية؟ محاولة للبدء.

يتكون الإعداد التجريبي الموضح في الفيديو التالي من مصباح كهربائي كمصدر للضوء واثنين مما يسمى بالمستقطبات (يُعرفان أيضًا باسم مرشحات الاستقطاب). تبدو هذه شفافة لأعيننا (لاحظ عبارة "تظهر"!). يمكن قراءة محاذاة التيار عن طريق التدرج المرئي ، والذي يمكن ضبطه في أي زاوية متعامدة مع مسار الحزمة.

في بداية التجربة ، كان أول المستقطبين فقط موجودًا في مسار شعاع مصدر الضوء. في المسار الإضافي للتجربة ، يتم وضع المستقطب الثاني أيضًا أمام الأول ويتم تدوير اتجاهه بالنسبة إلى المستقطب الأول.

أمر العمل

ألق نظرة على الفيديو التالي وشاهد ما سيحدث!

ثم أجب عن الأسئلة التالية:

  • هل كنت تتوقع ما رأيت؟
  • برأيك ، هل تؤكد هذه المحاولة الطابع العرضي أو الطولي لموجات الضوء؟ حاول تبرير إجابتك بمساعدة ما تلاحظه!

بعد الإجابة على الأسئلة ، يرجى مقارنة إجاباتك بالملخص التالي:

في بداية التجربة ، يتم تدوير المستقطب الأول. لا يمكن ملاحظة أي تغيير في الوضع الأولي: في جميع المواضع ، تظل شدة اختراق الضوء كما هي.

بعد أن يعود المستقطب الأول إلى موضعه الأولي (موضع الزاوية 0 درجة الذي حددناه بشكل تعسفي) ، يتم إحضار المستقطب الثاني ، أيضًا في "الوضع 0 درجة" ، في مسار الشعاع أمامه إذا لم نتجاهل التافه الخسائر ، مثل انعكاسات إضافية على المستقطب الثاني.

ثم يتم تدوير المستقطب الثاني بالنسبة إلى الأول. يمكن ملاحظة كيف تتناقص الشدة المرسلة مع زيادة زاوية الدوران ، حتى لا يمر الضوء في النهاية ، وهذا يحدث بالضبط عندما يتم تدوير المستقطب الثاني بزاوية 90 درجة بالنسبة للمستقطب الأول.

ثم يتم تدوير المستقطب الثاني أبعد من هذه النقطة حتى يصل إلى موضع 180 درجة. تزداد الشدة مرة أخرى حتى تصل إلى قيمتها الابتدائية. عند إعادة المستقطب الثاني للخلف ، تتكرر العملية الموصوفة بترتيب عكسي.

تشير ملاحظة تجربتنا إلى أن الضوء يجب أن يكون له اتجاه عمودي مفضل على اتجاه انتشاره ، والذي يمكن أن يتأثر بالمستقطبات المستخدمة.

إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيجب ألا نلاحظ أي تغيير في شدة الإرسال عند تدوير المستقطب الثاني بالنسبة إلى المستقطب الأول.

تؤكد التجربة بالتالي أن موجات الضوء هي موجات عرضية.

لذلك يمكننا أن نستنتج: الضوء عبارة عن موجة عرضية.

بالنسبة إلى "الأصوليين":
بالمعنى الدقيق للكلمة ، يبقى أن نوضح أن الضوء ليس له مكون طولي إضافي.
نثبت ذلك من خلال قياس الشدة التي لا تزال تأتي من خلال المستقطبات في وضع متقاطع - والتي لا يمكن أن تأتي إلا من مكون طولي ، حيث يتم تصفية جميع المكونات المستعرضة باستخدام المستقطبات المثالية. نجد أن هذا هو صفر.
علق على هذا: في المستقطبات التي نستخدمها ، على الرغم من الموضع المتقاطع ، لا تزال تحدث شدة قليلة ، والتي يمكن تفسيرها من خلال اعتماد الطول الموجي لجودة الاستقطاب (التلوين المخضر للضوء الذي يمر من خلاله).

أنواع الاستقطاب

  • استقطاب خطي: اتجاه التذبذب ثابت. يؤدي الانحراف عن موضع السكون (في حالة الموجة الميكانيكية ، الإزاحة المستعرضة إلى اتجاه الانتشار) إلى تغيير حجمها وإشارتها بشكل دوري. يمكن تحديد الاتجاه بالنسبة إلى مستوى معين كزاوية (شائعة مع الموجات الزلزالية) أو كنسبة من المكونين موازى على التوالى. عمودي. للموجات الكهرومغناطيسية ، انظر الفصل التالي.
  • استقطاب دائري (في القرن التاسع عشر و # 160 كما التناوب الاستقطاب مقدار الانحراف ثابت (بصرف النظر عن التعديل) ، يتغير اتجاهه داخل المستوى العمودي على متجه الموجة (المستوى xy في الشكل) بسرعة زاوية ثابتة. لمعرفة اتجاه الدوران ، انظر الحلزونية.
  • استقطاب بيضاوي هو شكل مختلط. يصف الانحراف القطع الناقص.

الاستقطاب (البصريات)

في البصريات يفهم المرء من قبل الاستقطاب (من اللاتينية Polaris "Pole Star") محاذاة شدة المجال الكهربائي والمغناطيسي لحزمة ضوئية أو موجة كهرومغناطيسية في الاتجاه المفضل. يتحدث المرء أيضا عن الضوء المستقطب أو من واحد موجة مستقطبة.

إذا كان متجه شدة المجال الكهربائي يتأرجح باستمرار في مستوى واحد ، يتحدث المرء عن الاستقطاب الخطي أو الضوء المستقطب خطيًا (الشكل). متجهات شدة المجال الكهربائي والمغناطيسي متعامدة مع بعضها البعض وكلاهما عمودي على اتجاه الانتشار. يُطلق على المستوى الذي يتأرجح فيه متجه شدة المجال الكهربائي مستوى الاهتزاز، المستوي العمودي عليه ، حيث يوجد متجه شدة المجال المغناطيسي ، يسمى طائرة الاستقطاب. إذا كان طرف متجه شدة المجال يصف دائرة في مستوى عمودي على اتجاه الانتشار ، فإن المرء يتحدث عن استقطاب دائريإذا كان يصف شكلًا بيضاويًا في هذا المستوى ، يتحدث المرء عنه استقطاب بيضاوي.

يسمى المكون البصري الذي يمكنه استقطاب الضوء المستقطب. إذا تم استخدام نفس المكون للتحقق من اتجاه استقطاب الضوء الذي تم استقطابه بالفعل ، فسيتم استدعاؤه محلل. لا يمكن لترتيب المستقطب والمحلل ، اللذين تكون اتجاهاتهما المفضلة متعامدة مع بعضها البعض ، تمرير شعاع ضوئي ما لم يكن هناك مادة نشطة بصريًا بينهما. هذه هي الطريقة التي يستخدمها ملف شاشات الكريستال السائل (شاشات الكريستال السائل) ، حيث يمكن معالجة المادة الفعالة بصريًا إلكترونيًا.


الاستقطاب الكهربائي

تحت الاستقطاب الكهربائي يفهم المرء من ناحية توليد لحظات ثنائية القطب في مادة عازلة عن طريق تطبيق مجال كهربائي خارجي (الشكل) ومن ناحية أخرى كمية فيزيائية تصف مدى قوة استقطاب العازل الكهربائي.

يمكن أن يحدث الاستقطاب الكهربائي بطريقتين ، اعتمادًا على المادة:

  • عند استقطاب النزوح يحدث تحول الشحنة داخل الذرات الفردية عن طريق تشوه قذيفة الإلكترون. يؤدي هذا إلى إزاحة مركز الثقل الموجب والسالب في الذرات ، مما يؤدي إلى تحركها لحظة ثنائية القطب مؤقتة استلام. يتم بعد ذلك محاذاة لحظات ثنائي القطب هذه في المجال الخارجي ، ونتيجة لذلك ، ينتج عنها عزم ضعيف ثنائي القطب. هذه الحالة مماثلة لضعف المغنطيسية.
  • عند استقطاب التوجه المكونات تمتلك بالفعل مادة عازلة لحظات ثنائي القطب الكهربائي الدائمالتي ، مع ذلك ، لا تتماشى بشكل موحد. هذا مثال نموذجي للغاية على ذلك جزيء الماء القطبي. تصطف ثنائيات الأقطاب الدائمة في المجال الكهربائي الخارجي وبالتالي تولد عزمًا ثنائي القطب قابل للقياس. هذه الحالة تتوافق مع البارامغناطيسية.

يشير متجه الاستقطاب ( vec P ) إلى الكمية المادية لكلا النوعين من التكرار ، لحظة ثنائي القطب المتولدة لكل عنصر حجم ( Delta V ). ( vec P ) يحتوي على وحدة SI كولوم بالمتر المربع (C / m 2). يكون الاستقطاب أقوى ، وكلما كان المجال الكهربائي الخارجي أقوى ( vec E ) (لعدم وجود شدة مجال عالية جدًا). ينطبق ما يلي:

( vec P = chi_ text e cdot epsilon_0 cdot vec E = ( epsilon_ text r-1) cdot epsilon_0 cdot vec E )

مع المعتمد على المواد حساسية عازلة ( chi_ text e ) وثابت العزل الكهربائي ( epsilon = epsilon_0 cdot epsilon_ text r ).

على فكرة: هناك أيضًا - نادرًا جدًا - حالة ، مشابهة للمغناطيسية الحديدية ، تحتوي على ثنائيات أقطاب كهربائية محاذية بشكل دائم. ثم يتحدث المرء عن الكتريت.


أنواع الاستقطاب

  • استقطاب خطي: اتجاه التذبذب ثابت. الانحراف عن موضع السكون (في حالة الموجة الميكانيكية ، الإزاحة عموديًا على اتجاه الانتشار) يغير حجمها وإشارتها بشكل دوري. يمكن تحديد الاتجاه بالنسبة إلى مستوى معين كزاوية (شائعة مع الموجات الزلزالية) أو كنسبة من المكونين موازى على التوالى. عمودي. للموجات الكهرومغناطيسية ، انظر الفصل التالي.
  • استقطاب دائري (في القرن التاسع عشر و # 160 كما التناوب الاستقطاب مقدار الانحراف ثابت (بصرف النظر عن التعديل) ، يتغير اتجاهه داخل المستوى العمودي على متجه الموجة (المستوى xy في الشكل) بسرعة زاوية ثابتة. لمعرفة اتجاه الدوران ، انظر الحلزونية. ومع ذلك ، في الأدبيات ، وخاصة القديمة منها ، غالبًا ما يتم تعريفها على أنها استقطاب دائري يميني على أنه دوران في اتجاه عقارب الساعة عند النظر عكس اتجاه الانتشار (المقابل للمسمار الأيسر). & # 911 & # 93 & # 912 & # 93 الاختصارات: RHCP و LHCP للاستقطاب الأيمن أو الأيسر (م. استقطاب دائري لليد اليمنى و استقطاب دائري لليد اليسرى).
  • استقطاب بيضاوي هو شكل مختلط. يصف الانحراف القطع الناقص.

قصة

حتى وقت قريب من العصر الحديث ، كان من غير الواضح إلى حد كبير ما هو الضوء في الواقع. كان يعتقد جزئيًا أن السطوع يملأ الغرفة دون تأخير زمني وأن "الأشعة" تنبعث من العين وتفحص البيئة أثناء العملية البصرية. ومع ذلك ، كانت هناك أفكار منذ العصور القديمة تنص على أن الضوء ينبعث من مصدر الضوء بسرعة محدودة.

كان جاليليو جاليلي (1564–1642) من أوائل من حاولوا قياس سرعة انتشار الضوء بجدية ، ولكن دون جدوى. كانت الأموال المتاحة له قاسية جدًا لذلك. نجح فقط أولي رومر في القيام بذلك على أساس بيانات الرصد من أقمار المشتري في 1676/78. كان انحراف قيمته المقاسة عن القيمة الفعلية (حوالي 3 · 10 8 م / ث) حوالي 30 & # 160٪. كان الإنجاز الحقيقي لرومرز هو إثبات أن الضوء كان موجودًا محدود ينتشر السرعة. أصبحت القيمة المقاسة لرومر أكثر دقة على مدار الـ 200 عام التالية من خلال طرق أكثر وأكثر تعقيدًا (خاصة بواسطة Fizeau و Foucault).

ومع ذلك ، ظلت طبيعة الضوء غير مفسرة. حاول السير إسحاق نيوتن (1643-1727) شرح انتشار الضوء من خلال حركة الجسيمات الصغيرة في نظريته في الجسيمات. مع هذا يمكن للمرء أن يفهم الانعكاس ، ولكن ليس بعض الظواهر الضوئية الأخرى مثل الانعراج. من الواضح أن هذه ظاهرة موجية. أسس كريستيان هيغنز (1629-1695) وآخرون نظرية الموجة للضوء ، والتي بدأت تحظى بالقبول ، خاصة بعد تجارب الشق المزدوج لتوماس يونغ (1773-1829).

أدرك جيمس كليرك ماكسويل (1831-1879) بنفسه أن المعادلات الديناميكية الكهربية التي صاغها عام 1864 تنبأت بموجات كهرومغناطيسية تتزامن سرعة انتشارها مع سرعة الضوء. من هذا استنتج أن الضوء نفسه هو موجة كهرومغناطيسية. كان يشك (مثل جميع الفيزيائيين تقريبًا في ذلك الوقت) في أن هذه الموجة ستحتاج إلى وسيط انتشار يملأ العالم بأسره ، ما يسمى الأثير.

في نهاية القرن التاسع عشر ، بدا أن جميع الأسئلة المتعلقة بالضوء تقريبًا قد تم حلها. من ناحية أخرى ، لا يمكن إثبات الأثير المفترض في تجربة ميشيلسون مورلي الشهيرة الآن ، والتي فتحت الباب في النهاية أمام نظرية النسبية الخاصة. من ناحية أخرى ، من بين أمور أخرى ، يبدو أن تأثير الصورة يتعارض مع طبيعة موجة الضوء. كانت النتيجة طريقة جديدة جذريًا للنظر إلى الضوء ، تأسست على فرضية الكم لماكس بلانك (1858-1947) وألبرت أينشتاين (1879-1955). جوهر هذه الفرضية هو ثنائية الموجة والجسيم ، والتي تصف الضوء الآن لم يعد حصريًا كموجة أو حصريًا كجسيم ، ولكن ككائن كمي ليس واحدًا ولا ذاكًا ويفتقر إلى إدراكنا الملموس. أدى هذا إلى ظهور فيزياء الكم في بداية القرن العشرين ولاحقًا الديناميكا الكهربية الكمية ، والتي لا تزال فهمنا لطبيعة الضوء اليوم.


محتوى آخر مثير للاهتمام حول هذا الموضوع

الشروط المركزية للتشابه

ربما يكون موضوع الشروط المركزية للتشابه (isomerism) من الدورة التدريبية عبر الإنترنت مناسبًا لك أيضًا الكيمياء العضوية مثير للإعجاب.

الإجراء العام لحل نظام المعادلات الخطية

ربما يكون موضوع الإجراء العام لحل نظام المعادلات الخطية (أنظمة المعادلات الخطية) من الدورة التدريبية عبر الإنترنت مناسبًا لك أيضًا الهندسة التحليلية / الجبر الخطي (أغلا) مثير للإعجاب.

خصائص المجال الكهربائي

ربما يكون موضوع خصائص المجال الكهربائي (الشحنات والحقول الكهربائية) من الدورة التدريبية عبر الإنترنت من أجلك أيضًا الأحمال والحقول مثير للإعجاب.

زراعة الاعضاء

ربما يكون موضوع زراعة الأعضاء (المعارضين الخطرين للجهاز المناعي) من الدورة التدريبية عبر الإنترنت مناسبًا لك أيضًا علم المناعة مثير للإعجاب.

إذا لم يظهر الفيديو بعد وقت قصير:

دليل مشاهدة الفيديو

هذا المحتوى جزء من الدورة التدريبية عبر الإنترنت

الكهرومغناطيسية

يتم تناول هذه الموضوعات في الدورة:

[الرجاء الضغط على عناوين الفصول لعرض الموضوعات الفرعية]

alt = "أفضل عرض للدورة التدريبية عبر الإنترنت" />


LP Georg-August-Universität Göttingen

تعريف
إذا نظرت إلى موجة كهرومغناطيسية ، فإن استقطابها يُعطى لاتجاه المجال الكهربائي. لذلك يمكن القول أن الاستقطاب يشير إلى اتجاه التذبذب. يتم التمييز بين أنواع مختلفة من الاستقطاب ، والتي نود مناقشتها في هذا النص.
يكون متجه المجال الكهربائي في وسط متناحي الخواص أو في فراغ وناقل الموجة دائمًا عموديًا على بعضهما البعض. ينطبق ما يلي: . إذا اعتبرنا الآن نظام إحداثيات يكون فيه متجه الموجة على طول المحور z ، تكون نتيجة متجه المجال الكهربائي:


كما هو واضح من حالات الاستقطاب المختلفة التالية ، تختلف اتجاهات الاستقطاب بسبب السعات الأولية لمتجهي المجال الكهربائي و والعامل .

الاستقطاب الخطي
من أجل حدوث الاستقطاب الخطي ، فإن العامل من مضاعفات يكون:

مع ن = 0،1،2،3.
السعات الأولية لمتجهات المجال الكهربائي في x و y يمكن أن تحمل أي قيم. ينتج عن هذا بعد ذلك متجه المجال الكهربائي بأكمله:

شكل 5056 استقطاب خطي للضوء (SVG)

استقطاب دائري
هناك نوعان من الاستقطاب الدائري: الاستقطاب الدائري الأيمن والاستقطاب الدائري الأيسر. يمكن ، ثم يتبع في كلتا الحالتين:


مع .
في حالة الاستقطاب الدائري ، يصف طرف متجه المجال الكهربائي المسمار الأيمن أو الأيسر. لذلك يدور متجه المجال بسرعة زاوية ثابتة حول المحور z وبالتالي حول متجه العمود. ومع ذلك ، يظل مقدارها ثابتًا. إذا نظرت إلى التغيير بمرور الوقت ، فإن المسمار بأكمله يتحول في اتجاه الانتشار بمرور الوقت.

شكل 5057 استقطاب دائري للضوء (SVG)

استقطاب بيضاوي
من أجل حدوث الاستقطاب الإهليلجي ، العامل تستوفي الشرط التالي:

مع م = 0.1.2.
لو يأخذ هذا الشكل ، ومع ذلك و لا تكون هي نفسها ( ). هل هم ، مع ذلك ( ) ، ثم يجب أن صالحة:

شكليات جونز
غالبًا ما تُستخدم شكليات جونز لتمثيل الاستقطاب. مع هذا ينظر إلى تمثيل معقد للمجال الكهربائي:

بواسطة ناقل جونز هو:

    مستقطب خطيًا ، أفقيًا:


ومع ذلك ، يجب ملاحظة أنه لا يتم الحصول على الموجة المستقطبة خطيًا إلا إذا كانت الشدة هي نفسها واختلافات الطور متغيرة. من ناحية أخرى ، إذا كانت إحدى السعات صغيرة جدًا ، يتم الحصول على موجة مستقطبة دائريًا مرة أخرى. خلاف ذلك ، في كل المواقف الأخرى ، تنتج موجة مستقطبة دائرية من تراكب موجتين مستقطبتين دائريًا.
إذا رغب المرء في النظر في تراكب موجتين مستقطبتين خطيًا تكون اتجاهات الاستقطاب متعامدة مع بعضها البعض ، فإن أنواعًا مختلفة من الاستقطاب تنتج اعتمادًا على علاقة الطور وأيضًا نسبة اتساع الموجات إلى بعضها البعض:
هل فرق الطور صغير جدًا (يميل نحو الصفر) أم أنه من مضاعفات واتساع الموجات لهما أحجام مختلفة ، لذلك مرة أخرى تنتج موجة مستقطبة خطيًا. يعتمد الاتجاه الذي ينتشر فيه على نسبة السعات إلى بعضها البعض. ومع ذلك ، فإن اختلاف المرحلة وشدة الموجات هي نفسها ، لذلك ينتج عن التراكب موجة مستقطبة دائرية. في أي فرق طور آخر أو نسبة اتساع أخرى ، يتم الحصول على موجة مستقطبة بيضاويًا.
علاوة على ذلك ، يمكن للمرء أن يفهم الاستقطاب الدائري كحالة حدية للقطب البيضاوي وبالطبع يمكن الحصول على الاستقطاب الإهليلجي العكسي عن طريق تراكب الاستقطاب الدائري الأيمن والأيسر.

الاستقطاب
استقطاب دائري
استقطاب خطي
استقطاب بيضاوي
موجة مستقطبة جزئيًا


أساسيات الكهرباء الساكنة

الشحنة الكهربائية هي خاصية للمادة. تتكون المادة من الذرات ، والتي تتكون بدورها من البروتونات والنيوترونات (مكونات النواة الذرية) والإلكترونات (في الغلاف الذري). كل من الإلكترونات والبروتونات لها شحنة & # 8211 ذرة غير مشحونة. توفر التجارب الصغيرة التالية معلومات حول خصائص الشحنات الكهربائية:

يُفرك عصا بلاستيكية بقطعة قماش صوفية. بدلاً من ذلك ، يمكنك فرك قضيب زجاجي بقطعة قماش حريرية. باستخدام العصا المفروشة ، تلمس الورق المقطّع أو الصوف القطني أو جزيئات الستايروفوم الصغيرة.

الملاحظة:

تنجذب الورق المقطّع وما إلى ذلك إلى العصي المفككة.

واحد مصباح توهج يتم سحبها ببطء بنهاية واحدة فوق القضيب المفرك.

الملاحظة:

يضيء مصباح التوهج لفترة وجيزة.

يمكنك أن ترى أن الاحتكاك يولد الكهرباء.

يتم تقريب قضيبين بلاستيكيين متشابهين من بعضهما البعض. يتم تثبيت أحد القضبان بشكل دوار على حامل دوار. ثم تتكرر التجربة بقضيب بلاستيكي وقضيب زجاجي.

الملاحظة:

يتنافر القضيبان المتشابهان ، وتجذب القضبان المختلفة بعضها البعض.

شرح الملاحظات:

الاحتكاك يجعل القضبان كهربائية محمل. في هذه العملية ، يتم نقل بعض إلكترونات الجلوس بشكل فضفاض نسبيًا من القماش إلى القضيب أو العكس. هذا يخلق إما الإلكترونات الزائدة (سوف الموظفين مشحون سلبيا) أو أ نقص الإلكترون (سوف الموظفين موجب الشحنة).

الشحنات الكهربائية

هناك نوعان من الشحنات الكهربائية ، موجبة وسالبة.

قانون القوة للشحنات الكهربائية:

تتنافر رسوم مماثلة ، تجتذب رسوم متباينة.

إثبات الشحنة بواسطة المكشاف الكهربائي

مع مكشاف كهربائي يمكن الكشف عن الشحنة الكهربائية.

يتكون المكشاف الكهربائي من غلاف وقضيب معدني رأسي ومؤشر سهل الحركة معلق من القضيب المعدني. إذا اقتربت من جسم مشحون في الطرف العلوي من المكشاف الكهربائي ، فإن المؤشر ينحرف. انحراف المؤشر هو مقياس لحجم الشحنة.

تتحرك الإلكترونات التي تتحرك بحرية لأعلى أو لأسفل داخل المكشاف الكهربائي اعتمادًا على علامة الشحنة الموجودة على القضيب. وبالتالي ، فإن المؤشر والحامل لهما نفس الشحنة ويتنافران.

النتيجة: ينحرف المؤشر.

إذا تم شحن القضيب بشكل مختلف ، فلا يمكن رؤية أي اختلاف & # 8211 لا يمكن تحديد نوع الشحنة باستخدام المكشاف الكهربائي.

التأثير والاستقطاب العازل

إذا قمت بإحضار جسم مشحون بالقرب من جسم موصل غير مشحون إلى الخارج ، فإن القوى تعمل بين الشحنات. يتسببون في واحد على الجسم التوجيهي تحول الشحن وبالتالي أ فصل الشحن، كما تأثير يشار إليها باسم:

التأثير الكهربائي

تأثير هي عملية فصل الشحنة في جسم موصل تحت تأثير جسم مشحون آخر بسبب القوى التي تعمل بين الشحنات.

يمكن أيضًا إظهار التأثير باستخدام المكشاف الكهربائي.

ينحرف المؤشر بمجرد اقتراب قضيب مشحون من الطرف العلوي من المكشاف الكهربائي:

يحدث فصل الشحنة في المكشاف الكهربائي:

إذا كان القضيب مشحونًا سالبًا ، تتحرك الإلكترونات لأسفل في المكشاف الكهربائي & # 8211 يتم الآن شحن كل من المؤشر والجزء السفلي من القضيب سالبًا ، ويتم صد المؤشر.

استقطاب عازل

إذا أحضرت جسمًا مشحونًا بالقرب من أحد المعزل، القوى بين الشحنات تؤدي إلى محاذاة الشحنات المربوطة. يتم تشكيل أصغر كهربائية ثنائيات القطب. هذا يعني أنه يمكن شحن سطح العازل إيجابًا أو سالبًا.

تسمى عملية إزاحة الشحنة على العوازل تحت تأثير جسم مشحون آخر بسبب القوى التي تعمل بين الشحنات استقطاب عازل المحددة.

لماذا ينجذب الورق المقطّع إلى قضبان مشحونة كهربائيًا؟

يمكن تفسير هذه الظاهرة أيضًا من خلال الاستقطاب العازل:

إذا اقتربت عصا مطاطية صلبة سالبة الشحنة من قطعة من الورق ، فإن الشحنات السالبة في جزيئات الورق يتم صدها بواسطة العصا المشحونة ، بينما تنجذب الشحنات الموجبة. تتحرك الشحنات الموجبة والسالبة في الجزيئات في اتجاهين متعاكسين (تغير الشحنة).

ومع ذلك ، فإنها تتحرك فقط مسافة قصيرة لأن الورق عازل لا يمكن أن يتدفق فيه أي تيار كهربائي. نتيجة لتحول الشحنة ، يواجه قضيب المطاط الصلب بطبقة من نهايات الجزيئات الموجبة. تكون قوة التجاذب بين طرفي الجزيء والقضيب أكبر من قوة التنافر على الأطراف السلبية للجزيء البعيدة عن القضيب.

حلقة: الورق المقطوع ينجذب.

غير موصل:

لا يمكن للإلكترونات أن تتحرك بحرية. يتم إزاحتها في القشرة الذرية. تتشكل ثنائيات الأقطاب الكهربائية.


فيديو: استقطاب الضوء (قد 2022).