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Unterrichtsthema: Elektrifizierung von Körpern. Zwei Arten elektrischer Ladungen

(8. Klasse)

Ziel der Lektion:

Führen Sie die Schüler in die Entstehungsgeschichte des Studiums der Elektrizität ein, stellen Sie das Konzept der „elektrischen Ladung“ und der „Elektrifizierung“ vor, lehren Sie, wie man elektrische Ladungen an aneinander geriebenen Körpern erkennt, und beweisen Sie, dass es zwei Arten von Ladungen gibt; Weiterentwicklung der Fähigkeiten im Umgang mit Instrumenten und Geräten.

Demos:

Elektrifizierung von Körpern, 2 Arten elektrischer Ladungen, Präsentation anhand von Computerdisketten „Elektronische Lektionen und Tests. Elektrische Felder“, „Physicon. Bibliothek mit visuellen Hilfsmitteln“ usw.

Fortschritt der Lektion.

Kurze Analyse Fehler gemacht in Testarbeit zum Thema „Thermische Phänomene“, Empfehlungen zu deren Beseitigung.

Neues Material lernen.

Bevor ich das Thema unserer heutigen Lektion ankündige, möchte ich die folgenden Situationen ansprechen und Sie am Ende der Lektion bitten, die Fragen zu beantworten: Gibt es gemeinsame Muster zwischen ihnen, wie geeignet sind sie für die heutige Lektion?

(Situationen werden auf die Leinwand projiziert

Blitze zuckten zwischen den Wolken.

Der Frühjahrsputz in der Küche war in vollem Gange. Nachdem er den Boden gewaschen hatte, nahm Sherlock Holmes die Möbel auf. Polierte Oberfläche Küchenschränke Er wischte es kräftig mit einem trockenen Tuch aus synthetischem Stoff ab und wischte das mit Öl bemalte mit einem feuchten ab. Das Ergebnis übertraf alle Erwartungen. Die Küche glänzte mit perfekter Sauberkeit.

Zeitungsnotiz. „Es war bereits nach Mitternacht, als der Arbeiter des Öldepots Brjansk A. Tretjakow, nachdem er acht Tanks mit Flugbenzin gefüllt hatte, den Füllschlauch in einen anderen leeren Behälter überführte. Sobald der Schlauch den Tankhals berührte, schoss eine 15 Meter hohe, leuchtend orangefarbene Feuersäule in die Höhe. Tretjakow wurde von einer gewaltigen Druckwelle weit vom Panzer weggeschleudert. Die Explosion ereignete sich aufgrund der Nichteinhaltung der Arbeitssicherheit.“

Vorgeschlagene Antwort: Wir sprechen über elektrische Phänomene. Schließlich ist der Blitz elektrisch. Phänomen. Also den Rest auch?

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Ja, tatsächlich werden wir heute im Unterricht über sehr interessante Phänomene sprechen. Im Allgemeinen ist das Wort „Strom fest in unserem Alltag verankert“. U

In jedem Haushalt gibt es eine Vielzahl elektrischer Haushaltsgeräte. Geräte. Auch im Verkehr, in der Landwirtschaft, im Alltag etc. kommt man ohne Strom nicht aus.

Das Thema der heutigen Lektion ist: Elektrifizierung von Körpern. Elektrische Ladung. 2 Arten El. Gebühren. (gleiche Wurzelwörter)

Arbeitsplan

Erfahren Sie: 1. Ursprung der Begriffe „Elektrizität, elektrische Ladung“

2. Wie man Körper elektrisiert. Welche 2 Arten elektrischer Ladungen gibt es? Wie interagieren elektrifizierte Körper? Wie erkennt man, ob der Körper elektrifiziert ist oder nicht?

3. Führen Sie Experimente zur Elektrifizierung durch und erklären Sie die beobachteten Phänomene.

4. Praktische Bedeutung der Elektrifizierung.

Ein problematisches Experiment zur Elektrifizierung von Körpern.

An einer Wasserflasche ist ein Holzlineal befestigt. Wir bringen einen mit Wolle eingeriebenen Ebonitstab mit. (Das Lineal beginnt sich zu bewegen.)

Wir ersetzen das Lineal durch Met. Folie, mehrfach gefaltet. mal. (Die Folie beginnt sich zu bewegen).

Aufladung Papierstücke aus einem elektrifizierten Stab (Glas und Ebonit): „Erhebe die kleinen Männer.“

Das Phänomen, das wir gerade beobachtet haben (die Fähigkeit von Körpern, andere Körper anzuziehen, nachdem sie gerieben wurden). Elektrifizierung Körper, oder sagen sie dasSie erhalten eine elektrische Ladung. Diese Art der Elektrifizierung nennt man auch statische Elektrizität.

Haben Sie solche Phänomene schon einmal beobachtet?

Die Fähigkeit von Körpern, nach dem Reiben (übrigens nicht unbedingt Reibung, es reicht aus, den Körper einfach in Kontakt zu bringen oder ihn sogar einer Verformung auszusetzen) kleine Objekte anzuziehen und nicht nur (das Lineal ist groß, sondern auch die Zettel). sind klein) war im 6. Jahrhundert v. Chr. bekannt.

Griechischer PhilosophThales von Milet entdeckte, dass Bernstein, wenn er auf Fell gerieben wird, die Eigenschaft erhält, Flusen, Strohhalme,

(Student erzählt)

Der Legende nach hat Thales‘ Tochter Wolle mit einer Bernsteinspindel gesponnen. Nachdem sie es einmal ins Wasser geworfen hatte, fing sie an, die Spindel mit einem Wollchiton abzuwischen, und bemerkte, dass mehrere Flusen an der Spindel klebten, und je mehr sie die Spindel abwischte, desto mehr Flusen klebten daran. Das Mädchen erzählte es ihrem Vater, der sofort ein Experiment mit verschiedenen Bernsteinprodukten durchführte und feststellte, dass sich alle nach dem Einreiben gleich verhielten.

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Aus dem Wort „Bernstein“ leitet sich das Wort „Elektrizität“ ab

U Die ersten wissenschaftlichen Ideen zur Elektrizität wurden vom englischen Hofarzt vorgestellt. Königin ElisabethWilliam Gilbert (1544-1603 )(ZU),

die bewiesen, dass nicht nur Glas, Siegellack und Schwefel die Fähigkeit von geriebenem Bernstein haben und dass sie nicht nur Strohhalme, sondern auch Metalle, Holz, Blätter, Kieselsteine, Erdklumpen und sogar Wasser anziehen. Sie können dieses Experiment zu Hause durchführen... (Anziehung eines Wasserstrahls durch einen elektrifizierten Stab).

F. Wie viele Stellen sind an der Elektrifizierung beteiligt?

1 Experiment .

Legen Sie einen Streifen Polyethylen auf einen Papierstreifen. Drücken Sie sie mit dem Handrücken und bügeln Sie sie. Dann spreizen wir sie auseinander und bringen sie langsam näher zusammen. Was wird beobachtet? Die Streifen ziehen sich gegenseitig an. Nehmen Sie 2 Stück flauschige Watte, legen Sie sie auf den Papierstreifen und sofort auf die Folie. Die Flusen werden sowohl von Papier als auch von Folie angezogen.

Experiment mit einer Staniolhülse. (Es wird sowohl von einem über Papier geriebenen Glasstab als auch von einem Blatt Papier angezogen.)

Experiment Ein Glasstab, der an einer Gummiplatte gerieben wird, zieht leichte Papierstücke an, ebenso wie der Gummi. Fazit: 2 Körper sind am Elektrifizierungsprozess beteiligt und 2 Körper werden elektrifiziert.

Experimente zur Existenz zweier Arten elektrischer Ladungen.

An einem Seidenfaden ist eine Staniolhülle aufgehängt.

1 Wir bringen einen Glasstab dazu, reiben ihn auf Seide oder Papier (erst berührt die Hülse den Stab und drückt ihn dann weg).

2. Wir bringen einen auf Wolle geriebenen Ebonitstab dazu

3. Bringen wir einen auf Gummi geriebenen Glasstab mit

4. Erfahrung in der Elektrifizierung von zwei Fahnen mit einem Assistenten. Elektroph. Autos.(ZU)

5. Erfahrungen mit „schwimmender Watte“ bzw. deren Bewegung im El-Feld. Autos.

Fr. Der Physiker Charles Dufay untersuchte 1730 die Wechselwirkung elektrifizierter Körper. Er bemerkte, dass solche Körper in manchen Fällen von einem Harzstab angezogen werden und in einem anderen Fall sich gegenseitig abstoßen, zum Beispiel stoßen sich zwei auf Seide geriebene Glasstäbe gegenseitig ab, werden aber von einem auf Wolle geriebenen Ebonitstab angezogen.. Er erklärt dies damit, dass es zwei Arten von Elektrizität gibt: „Glas“ und

"Harz". Körper, die mit Elektrizität der gleichen Art geladen sind, stoßen sich ab, und solche unterschiedlicher Art ziehen sich an.. Im Jahr 1778 wurde der amerikanische Physiker und

4 Der Politiker Benjamin Franklin bezeichnete „Glasstrom“ als positiv und „Teerstrom“ als negativ

Experiment.

Beschreiben Sie vor der Durchführung kurz den Aufbau des Elektrometers., und Richmans Beiträge.

Reiben Sie den Ebonitstab über das Tuch, wickeln Sie ihn in ein Tuch und legen Sie ihn in die Hohlkugel des Elektrometers. Sie nahmen den Stock aus dem Stoff und der Pfeil weicht ab. Warum?

Stecken wir den Stab in das Tuch, kehrt der Pfeil in die Nullposition zurück.

Abschluss. Ladungen entstehen oder verschwinden nicht, sondern trennen sich nur, und auf beiden Körpern, die sich während der Reibung berühren, scheinen sie im Modus gleich zu sein. , aber Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen.

Primärkonsolidierung

„Schwacher Link“

1. Diese Phänomene wurden in der Antike beobachtet.

2. Elektron aus dem Griechischen übersetzt.

3. Werden ein oder zwei Körper durch Reibung elektrisiert?

4 Welche 2 Arten von E-Mails gibt es? Gebühren Substantiv in der Natur?

5.Wer hat die Begriffe „Glas- und Harz“-Elektrizität geprägt?

6. Wie man mit Ladungen unterschiedlichen Vorzeichens elektrisiert Glasflasche und ein Stück Haut, diese beiden Gegenstände in den Händen halten?

7. Wie interagieren zwei Ebonitstäbe, die durch Reibung am Fell elektrisiert werden, miteinander?

8. Beim Spritzlackieren von Metall. Die Oberfläche erhält eine Ladung einer Art und die Farbtröpfchen erhalten eine Ladung des entgegengesetzten Vorzeichens. Warum müssen Sie das tun? (Die Farbe lässt sich gleichmäßig auftragen).

9. Man sagt gewöhnlich, dass Haare, die beim Kämmen elektrisiert werden, vom Kamm angezogen werden. Wäre der Ausdruck „Der Kamm wird vom Haar angezogen“ richtig? (Ja, weil die Aktion nicht einseitig ist).

( getrennte Anwendung, nach Ermessen des Lehrers, zum Beispiel eine Erklärung der beobachteten Phänomene, die Herstellung eines Geräts zur Aufzeichnung des Vorhandenseins der Elektrifizierung von Körpern)

Während des Gruppenberichts

Erklärung beobachteter Phänomene:

1. Beim Pumpen von Luft durch den Schnitt. Die Röhre wird durch Gummi und bewegte Luft elektrisiert. Ich stelle eine Frage: Was ist, wenn Kraftstoff über den Schlauch zugeführt wird? Sie können ein Gespräch über die dritte Situation (Tretjakow) beginnen.

5 2. Wenn trockener Sand gerieben wird, wird der Hohlraum der Kugel elektrifiziert und das Elektrometer zeichnet den elektrischen Strom auf. Aufladung.

3. usw.

Dann demonstriert Videogeschichte „Gewitter“,

Anschließend wird über den Beitrag zur Atmosphärenforschung berichtet. E-Mail Phänomene M.V. Lomonosov und Akademiker der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, Freund von M.V. Lomonossow, Georg Richman.

Kehren Sie zur zweiten Situation zurück.

Polierte Oberflächen werden beim Reiben mit synthetischem Stoff elektrifiziert und laden sich zusammen mit dem darauf befindlichen Staub elektrisch auf; Der Stoff erhält ebenfalls eine elektrische Ladung, jedoch mit einem anderen Vorzeichen. Dadurch werden Staub und Stoff voneinander angezogen und der Staub setzt sich fest auf dem Lappen ab. Mit Ölfarbe bemalte Oberflächen werden dabei nicht elektrisiert Reibung, daher wird Staub mit einem feuchten Tuch von ihnen entfernt, das den Staub anfeuchtet, sodass er am Stoff haften bleibt.

Verifizierungstestarbeiten. (Nach Ermessen des Lehrers separat beizufügen).

(Peer-Check der Antworten auf der Rückseite der Tafel)

Zusammenfassung der Arbeit.

Haus. Übung :

Machen Sie das Experiment und erklären Sie es.

Nehmen Sie ein dickes Blatt aus der Org. Glas.. Reiben Sie es gründlich mit einem Stück Zeitungspapier.. Nehmen Sie einen Tischtennisball. Legen Sie es in die Mitte des Blattes. Legen Sie Ihre Handflächen an den Rand des Glases und bewegen Sie sie langsam in Richtung der Kugel. Erklären Sie die beobachteten Phänomene.

Stellen Sie aus einer alten Plastikseifenschale einen „Staubsauger“ her.

Absätze 25,26.

„Detektiv“ Können sich zwei gleich geladene Körper anziehen?

Mini-Essay „Elektrifizierung ist nützlich oder schädlich?“

Einfache Experimente zur Elektrifizierung verschiedener Körper veranschaulichen die folgenden Punkte.

1. Es gibt zwei Arten von Ladungen: positive (+) und negative (-). Eine positive Ladung entsteht, wenn Glas an Leder oder Seide reibt, und eine negative Ladung entsteht, wenn Bernstein (oder Ebonit) an Wolle reibt.

2. Gebühren (bzw aufgeladene Körper) interagieren miteinander. Gleiche Gebühren wegschieben, und im Gegensatz zu Gebühren werden angezogen.

3. Der Elektrifizierungszustand kann von einem Körper auf einen anderen übertragen werden, was mit der Übertragung elektrischer Ladung verbunden ist. In diesem Fall kann eine größere oder kleinere Ladung auf den Körper übertragen werden, d. h. die Ladung hat eine Größe. Bei der Elektrifizierung durch Reibung erhalten beide Körper eine Ladung, wobei der eine positiv und der andere negativ ist. Hervorzuheben ist, dass die Absolutwerte der Ladungen von durch Reibung elektrifizierten Körpern gleich sind, was durch zahlreiche Ladungsmessungen mit Elektrometern bestätigt wird.

Nach der Entdeckung des Elektrons und der Untersuchung der Struktur des Atoms wurde es möglich zu erklären, warum Körper bei Reibung elektrisiert (d. h. geladen) werden. Wie Sie wissen, bestehen alle Stoffe aus Atomen; Atome wiederum bestehen aus Elementarteilchen – negativ geladen Elektronen, positiv geladen Protonen und neutrale Teilchen - Neutronen. Elektronen und Protonen sind Träger elementarer (minimaler) elektrischer Ladungen.

Elementare elektrische Ladung ( e) ist die kleinste elektrische Ladung, positiv oder negativ, gleich der Elektronenladung:

e = 1.6021892(46) 10 -19 C.

Es gibt viele geladene Elementarteilchen, und fast alle von ihnen sind geladen +e oder -e Allerdings sind diese Teilchen sehr kurzlebig. Sie leben weniger als eine Millionstel Sekunde. Nur Elektronen und Protonen existieren auf unbestimmte Zeit in einem freien Zustand.

Protonen und Neutronen (Nukleonen) bilden den positiv geladenen Kern eines Atoms, um den sich negativ geladene Elektronen drehen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Protonen ist, sodass das Atom als Ganzes ein Kraftwerk ist.

Unter normalen Bedingungen sind Körper, die aus Atomen (oder Molekülen) bestehen, elektrisch neutral. Während des Reibungsprozesses können jedoch einige der Elektronen, die ihre Atome verlassen haben, von einem Körper zum anderen wandern. Die Elektronenbewegungen überschreiten nicht die interatomaren Abstände. Wenn die Körper jedoch nach der Reibung getrennt werden, werden sie aufgeladen; Der Körper, der einige seiner Elektronen abgegeben hat, wird positiv geladen, und der Körper, der sie aufgenommen hat, wird negativ geladen.

Körper werden also elektrifiziert, das heißt, sie erhalten eine elektrische Ladung, wenn sie Elektronen verlieren oder aufnehmen. In einigen Fällen wird die Elektrifizierung durch die Bewegung von Ionen verursacht. In diesem Fall entstehen keine neuen elektrischen Ladungen. Es erfolgt lediglich eine Aufteilung der vorhandenen Ladungen auf die elektrifizierenden Körper: Ein Teil der negativen Ladungen geht von einem Körper auf einen anderen über.

Ermittlung der Gebühr.

Besonders hervorzuheben ist, dass die Ladung eine integrale Eigenschaft des Teilchens ist. Sie können sich ein Teilchen ohne Ladung vorstellen, aber Sie können sich keine Ladung ohne Teilchen vorstellen.

Geladene Teilchen manifestieren sich durch Anziehung (entgegengesetzte Ladungen) oder Abstoßung (wie Ladungen) mit Kräften, die um viele Größenordnungen größer sind als die Gravitationskräfte. Somit ist die elektrische Anziehungskraft eines Elektrons auf den Kern in einem Wasserstoffatom 10 39-mal größer als die gravitative Anziehungskraft dieser Teilchen. Die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen nennt man elektromagnetische Wechselwirkung, und die elektrische Ladung bestimmt die Intensität elektromagnetischer Wechselwirkungen.

IN moderne Physik So wird die Gebühr ermittelt:

Elektrische Ladung ist eine physikalische Größe, die die Quelle des elektrischen Feldes ist, durch das die Wechselwirkung von Teilchen mit einer Ladung erfolgt.

Lektionsübersicht „Zwei Arten elektrischer Ladungen“

Leere Folie

Es bringt uns Licht, Wärme,

Computer, Video schaltet sich ein.

Bequem mit ihm, aber ohne ihn

Die Bequemlichkeit verschwindet sofort.

(Strom)

Den Ursprung dieses Wortes erfahren wir später.

Auf den Tischen gelbe Karten „Experiment Nr. 1“.

Geräte zur Durchführung von Experimenten sind vorhanden. Wir arbeiten mit ihnen. Und wir ziehen ein Fazit. Bitte beachten Sie:Es sollte nur eine Schlussfolgerung geben

Fazit: Alle Objekte unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung werden von einem geladenen Kunststofflineal angezogen.

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Die Geschichte der Entwicklung der Elektrizität beginnt mit Thales von Milet, einem antiken griechischen Wissenschaftler.

Die Eigenschaft, kleine Gegenstände anzuziehen, wurde zunächst nur Bernstein (versteinertes Harz) zugeschrieben Nadelbäume), von dessen Namen das Wort „Elektrizität“ stammt, denn vom griechischen Elektron – Bernstein.

Die Fähigkeit eines Körpers, andere Körper nach Reibung anzuziehen, wurde als bezeichnet Elektrifizierung.

Wir sind beim Thema unserer Lektion angelangt.

Wie klingt es?

(Elektrifizierung)

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Rechts. Elektrifizierung. Dies ist jedoch nicht das vollständige Thema unserer Lektion. Wir werden es später vollständig formulieren.

Nach Miletsky war lange Zeit keine Rede mehr von Elektrifizierung.

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Erst zu Beginn des 17. Jahrhunderts fand der englische Wissenschaftler William Gilbert heraus, dass Reibung nicht nur Bernstein, sondern auch viele andere Stoffe elektrisieren kann: Diamant, Saphir, Siegellack, und dass sie nicht nur Flusen, sondern auch Metalle und Holz anziehen , Wasser, Öl...

Lassen Sie uns dies durch Erfahrung sehen.

Erfahrungen von Lehrern:

Erleben Sie Nr. 1. Anziehungskraft auf einen elektrifizierten Glasstab durch die Blätter einer lebenden Blume.

Erlebnis Nr. 2. Ablenkung eines Wasserstrahls von einem elektrifizierten Ebonitstab.

Machen Sie nun die Experimente.

Erfahrungen der Studierenden:

Erleben Sie Nr. 1. Auf die geöffnete Flasche wird ein Holzlineal gelegt und ein stromführendes Kunststofflineal daran herangeführt.

Erlebnis Nr. 2. Anziehung kleiner Papierstücke durch einen elektrifizierten Stift.

Und es war dieser Wissenschaftler, der darüber nachdachte, wie dieses Phänomen entdeckt werden könnte, und das Elektroskop-Gerät erfand. (aus Griechische Wörter„Elektron“ und Skopeo – beobachten, erkennen)

Wir zeigen das Gerät Elektroskop.

Im Jahr 1600 von William Gilbert erfunden. Verbessert vom russischen Wissenschaftler Georg Richmann (1711-1753).

Nutzen wir das Gerät also bei der Arbeit.

Mal sehen, wie Sie den Körper elektrisieren können.

Der Lehrer führt die Experimente durch.

Experiment 1. Reiben Sie einen Glasstab mit Zeitungspapier ein. Wir bringen es zum Elektroskop.

Experiment 2. Wir übertragen die Ladung vom Glasstab auf das Elektroskop.

Körper können also auf unterschiedliche Weise elektrifiziert werden.

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Eine der Etappen in der Entwicklung der Elektrizitätslehre waren die Experimente des deutschen Wissenschaftlers Otto von Guericke. Er baute die erste elektrostatische Maschine auf Reibungsbasis.

Erfahrung mit Elektrophor-Maschine und Sultanen. (Anziehung ungleicher Namen und Abstoßung ähnlicher Namen).

Was wir beobachten: Anziehung, Abstoßung.

Es war Otto von Guericke, der diese Phänomene erstmals beobachtete.

Auf den Tischen Greencards „Experiment Nr. 2“.

Geräte zur Durchführung von Experimenten sind vorhanden. Wir arbeiten mit ihnen. Und wir ziehen Schlussfolgerungen. Bitte beachten Sie:Schlussfolgerungen, davon gibt es mehrerefür die gesamte Versuchsreihe.

(Diskussion der Ergebnisse mit Studierenden)

Fazit: In der Natur gibt es zwei Arten elektrischer Ladungen.

Körper mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens stoßen sich ab, Körper unterschiedlichen Vorzeichens ziehen sich an.

Je größer die Ladung der Körper ist, desto intensiver ist die Wechselwirkung.

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Der französische Physiker Charles Dufay, der die Wechselwirkung elektrifizierter Körper untersuchte, stellte fest, dass sich elektrifizierte Körper in einigen Fällen gegenseitig anziehen und in anderen Fällen abstoßen. Er erklärte dieses Phänomen damit, dass es zwei Arten von Elektrizität gibt – „Glas“ und „Harz“. Körper, die mit der gleichen Art von Elektrizität aufgeladen sind, stoßen sich gegenseitig ab, und wenn sie mit Elektrizität der gleichen Art aufgeladen werden, ziehen sie sich an ...

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Es war Benjamin Franklin, ein amerikanischer Wissenschaftler, der „Glas“-Elektrizität als positiv und „Teer“-Elektrizität als negativ bezeichnete. Und 1747 führte er das Konzept der positiven und negativen Ladungen ein.

Die Ladung, die sich auf einem an Seide geriebenen Glasstab bildet, wird als positiv bezeichnet.

Die Ladung, die sich auf einem am Fell geriebenen Ebonitstab bildet, wird als negativ bezeichnet.

Diese Namen sind relativ; Wissenschaftler haben sich einfach darauf geeinigt, sie so zu nennen.

Jetzt können wir das Thema unserer Lektion vollständig formulieren.

Antwort der Studierenden

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Lassen Sie uns nun definieren, was Elektrifizierung ist.

Antwort der Studierenden.

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Was passiert bei der Elektrifizierung?

Antwort der Studierenden

Elektronen bewegen sich von einem Körper zum anderen.

Lassen Sie uns die Definition der elektrischen Ladung einführen.

Antwort der Studierenden

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Eine positive Ladung wird mit +, eine negative Ladung mit - bezeichnet.

Jetzt können Sie und ich die Eigenschaften von Körpern mit Ladungen formulieren.

Antwort der Studierenden

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Nun Leute, lasst uns darüber nachdenken: Was war der Zweck unserer Lektion?

Antworten der Schüler

Zweck der Lektion

1. Stellen Sie das Phänomen der Elektrifizierung vor und identifizieren Sie den Mechanismus.

2. Stellen Sie fest, dass es zwei Arten von Ladungen gibt, und formulieren Sie die Eigenschaften geladener Körper.

Ich möchte die Lektion mit den Worten von Isaac Newton (1643-1727) beenden: Ich habe getan, was ich konnte, und lasse andere es besser machen. Und ich möchte vorschlagen, dass wir gemeinsam einen Syncwine erstellen, der auf unserer Lektion basiert.

Also... LEKTION

Interessant, nützlich.

Wir haben experimentiert. Wir dachten. Wir haben gearbeitet.

Wir haben viel Neues gelernt.

Zusammengearbeitet.

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Vor zweieinhalbtausend Jahren bemerkte der griechische Wissenschaftler Thales aus der Stadt Milet, dass Bernstein (gelbes Harz, das zur Dekoration verwendet wird) mit Fell verrieben wird und leichte Gegenstände – zum Beispiel Fasern oder Strohhalme – anziehen kann. Im Griechischen wurde Bernstein Elektron genannt. Strom hat seinen Namen von diesem Wort.

Dann wurde entdeckt, dass einige andere Gegenstände, zum Beispiel Glas, Ebonit (die Substanz, aus der Kämme, Schallplatten usw. hergestellt werden), die gleichen Eigenschaften wie Bernstein erhalten, wenn sie mit Wolle, Seide oder Fell gerieben werden. Dann sagen sie, dass diese Objekte elektrifiziert sind.

Ein Ebonitkamm kann durch das Kämmen Ihrer Haare elektrifiziert werden. Wer sah, wie sauberes, gewaschenes und trockenes Haar im Dunkeln mit einem Kamm gekämmt wurde, bemerkte bläuliches Glitzern und hörte ihr knisterndes Geräusch.

Eine der ersten Maschinen, die der Mensch zur Stromerzeugung baute (das war im späten 17. Jahrhundert), bestand aus einer Glaskugel, die sich auf einer Eisenachse drehte. Als sie die rotierende Kugel mit einem Tuch abrieben und sie dann mit der Hand berührten, war in der Dunkelheit ein Licht zwischen der Kugel und der Hand zu sehen und ein knackendes Geräusch war zu hören. Als sich die Kugel schnell drehte, wurden schwache Funken beobachtet. Zunächst erscheint es überraschend, dass diese kleinen schwachen Funken und ihr leichtes Knistern denselben Ursprung haben wie der riesige blendende Blitz und der ihn begleitende Donner. Aber genau so ist es. Bereits vor 200 Jahren stellten Wissenschaftler schließlich fest, dass es sich beim Blitz um einen elektrischen Funken handelt.

Dies wurde erstmals 1752 von dem berühmten amerikanischen Wissenschaftler und Persönlichkeit des öffentlichen Lebens Benjamin Franklin nachgewiesen.

Im Sommer 1752 konnte man in der amerikanischen Stadt Philadelphia ein seltsames Bild beobachten. Zwei Erwachsene, die unter den Baldachin geklettert waren (der Älteste schien etwa 45 Jahre alt zu sein, der andere war noch ein recht junger Mann), ließen einen Seidendrachen steigen. Es waren Franklin und sein Sohn. Am Ende der Drachenschnur, die mit einem Seidenband an einem Pfosten befestigt war, befestigten Vater und Sohn einen massiven Eisenschlüssel für das Gartentor (Abb. 1). Nur sein Sohn wurde von seinem Vater in das Geheimnis seiner Experimente eingeweiht, aus Angst vor ätzendem Spott, wenn sie scheiterten. Er stand gespannt neben dem Drachen und wartete auf die Ergebnisse des Experiments als Urteil über seine langjährige Forschung.

Reis. 1. Franklin und sein Sohn lassen einen Drachen steigen. (Aus einem alten Gemälde.)

Eine Wolke kam und zog vorbei. Keine Ergebnisse, keine Spuren von Elektrizität... Und plötzlich dehnten sich die Fasern der Spitze, wie es bei Experimenten mit Elektrizität geschah, die der Wissenschaftler im Labor durchführte. Franklin hob schnell seinen Finger zur Taste und ... der Schock, den er durch den starken elektrischen Funken erhielt, der durch ihn hindurchschlüpfte, schien ihm das angenehmste aller Gefühle zu sein.

Schließlich hat er erreicht, was er so leidenschaftlich und hartnäckig wollte! Seine Entdeckung begeisterte die gesamte wissenschaftliche Welt dieser Zeit. Ein blasser Funke, der ein leises Knacken erzeugte, klang auf der ganzen Welt wie Donner und bewies, dass es sich bei einem Blitz um eine elektrische Entladung handelt. Franklin brachte sozusagen einen Blitz auf die Erde und entzog ihn den mysteriösen „überirdischen Kräften“.

Im selben Jahr 1752 beschrieb der große russische Wissenschaftler Michail Wassiljewitsch Lomonossow als Reaktion auf Franklins Entdeckung die Ähnlichkeit zwischen einem Funken, der aus einer mit Stoff geriebenen Glaskugel entsteht, und Blitzentladungen:

„Die rotierende Glaskugel schlägt brillant,
Mit einem donnernden Blitzen und Knistern.
Der Geist staunte über die Ähnlichkeit, aber als er den Mangel an Kraft sah,
Bis letzten Sommer hatte ich daran Zweifel.
Plötzlich verbreitet sich in allen Ländern ein wunderbares Gerücht,
Dass keine Gefahr durch Donnerpfeile besteht!
Dass die gleiche Kraft donnernder Wolken Dunkelheit bringt,
Was aus dem Glas mit Bewegung kommt,
Dass man die von Glass verfeinerten Regeln kennt,
Wir können den Donner von unseren Schläfen abwenden ...“

2. Zwei Arten von Elektrizität

Durch verschiedene Experimente mit Elektrizität entdeckten die Menschen ihre grundlegenden Eigenschaften. Zunächst stellten sie fest, dass es zwei Arten von Elektrizität gibt. Man erhält man durch Reiben von Glas mit Fell, Edelsteine und einige andere Materialien – diese Art von Elektrizität wurde Glas genannt. Eine andere Art von Elektrizität wird durch Reiben von Bernstein, Harz und einer Reihe anderer Substanzen gewonnen – diese Elektrizität wird Harzelektrizität genannt. Mittlerweile wurden in der Wissenschaft auch andere Namen für die Glas- und Harzelektrizität übernommen. Elektrizität der ersten Art (Glas) wird als positiv bezeichnet, die zweite Art (Harz) als negativ. In der Wissenschaft ist es üblich, positive Elektrizität mit dem Zeichen „ + ", und das negative Vorzeichen " – " Solche Bezeichnungen werden in den Zeichnungen dieses Buches verwendet.

Elektrizität einer Art stößt Elektrizität derselben Art ab und zieht Elektrizität einer anderen Art an. Dies ist eine wichtige Eigenschaft der Elektrizität. Hier sind einige einfache Experimente, mit denen Sie es testen können.

Wir werden ein sauberes, trockenes Glasrohr auf einen in die Wand geschlagenen Nagel stecken und an dessen Ende ein Stück Kork an einen Seidenfaden hängen (Abb. 2, links). Reiben Sie den Glasstab mit Fell oder dickem Papier ein. Dann erscheint positive (Glas-)Elektrizität auf dem Glas. Berühren wir dann den Korken mit diesem Stock. In diesem Fall wird ein Teil der Elektrizität vom Stock auf den Korken übertragen. Jetzt haben der Korken und das Ende des Glasstabs die gleiche Art von Elektrizität (positiv) und der Korken prallt vom Stab ab.

Reis. 2. Experimente mit Elektrizität. Links: Durch den geriebenen Stab aufgeladen, wird der Korken davon abgestoßen. Oben rechts: Zwei mit einem geriebenen Glasstab aufgeladene Korken stoßen sich gegenseitig ab. Unten rechts: Wenn ein Stecker an einem Glasstab und der andere an einem Harzstab aufgeladen wird, ziehen sie sich gegenseitig an.

Hängen wir nun zwei Seidentücher mit Korken an ein Glasrohr. Wenn beide Korken mit einem geriebenen Glasstab berührt werden, erhalten sie die gleiche positive Elektrizität (oder, wie man sagt, „laden“ sich mit positiver Elektrizität) und stoßen sich gegenseitig ab (Abb. 2, oben rechts). Das Gleiche passiert, wenn Sie beide Stecker mit einem geriebenen Harzstab mit negativer Elektrizität aufladen. Somit stoßen sich zwei identische Elektrizitätsarten gegenseitig ab.

Wenn ein Stecker mit einem geriebenen Glasstab und der andere mit einem geriebenen Harzstab aufgeladen wird, werden beide Stecker mit Elektrizität unterschiedlicher Art aufgeladen und voneinander angezogen (Abb. 2, unten rechts).

Dadurch werden zwei verschiedene Arten von Elektrizität voneinander angezogen.

3. Ein Gerät zur Beobachtung der Wirkung von Elektrizität – ein Elektroskop

Um herauszufinden, ob ein Gegenstand elektrisch geladen ist, verwenden sie ein einfaches Gerät namens Elektroskop. Das Elektroskop beruht auf der eben erwähnten Eigenschaft der Elektrizität – auf der Eigenschaft zweier mit Elektrizität gleicher Art geladener Gegenstände, sich gegenseitig abzustoßen.

Dieses Gerät ist in Abb. dargestellt. 3 (links). Es besteht aus einem mit einem Stopfen verschlossenen Glasgefäß, durch das ein Metallstab geführt wird. Am Ende des Stabes, der sich im Inneren des Glases befindet, sind zwei dünne, längliche Metallblätter befestigt, und am äußeren Ende befindet sich eine Metallkugel. Wenn Sie die Kugel mit einem elektrisch geladenen Glasstab berühren, wird diese Glaselektrizität entlang des Stabs zu den Blättern weitergeleitet. Beide Blätter werden mit der gleichen Art von Elektrizität (positiv) aufgeladen und bewegen sich daher voneinander weg und nehmen eine geneigte Position ein. Dies ist in Abb. dargestellt. 3 (rechts).

Reis. 3. Die Blätter des Elektroskops (rechts) haben sich auseinanderbewegt, was bedeutet, dass es mit Elektrizität aufgeladen ist.

Wenn Sie den Glasstab erneut reiben und damit erneut die Kugel berühren, divergieren die Blätter des Elektroskops noch weiter. Dies geschieht, weil wir das Elektroskop zweimal aufgeladen haben oder ihm, wie man sagt, die doppelte Menge Strom zugeführt haben. Je mehr Elektrizität wir haben, desto deutlicher macht sie sich bemerkbar. In dem kleinen Funken des Kamms steckt nur sehr wenig Elektrizität – wir sehen ein schwaches Licht und hören ein leises Knistern. Bei Blitzen wird sehr viel Strom erzeugt, deshalb sehen wir Funken von enormer Länge und hören ohrenbetäubenden Donner.

4. Elektrische Entladung

Lassen Sie uns nun ein solches Experiment durchführen. Laden wir das Elektroskop mit einer Stromart auf, zum Beispiel positiv (Glas). Die Blätter des Elektroskops trennen sich (Abb. 4, links).

Bringen wir nun einen geriebenen Harzstab zu diesem Elektroskop und bringen so eine neue Portion Elektrizität hinein, aber von einer anderen Art – negativ (Harz). Es scheint, dass sich die Blätter noch weiter ausbreiten sollten. Es stellt sich jedoch heraus, dass das gegenteilige Phänomen auftritt: Die Blätter schließen sich zusammen und hängen frei, als ob im Elektroskop kein Strom vorhanden wäre (Abb. 4, rechts). Zwei gleiche Mengen Elektrizität unterschiedlicher Art zerstören sich gegenseitig; Wenn sie verbunden sind, gibt weder das eine noch das andere Strom ab.

Reis. 4. Zwei verschiedene Arten von Elektrizität zerstören sich gegenseitig.

Dieses Phänomen nennt man elektrische Entladung – man sagt, dass zwei Körper, die positive und negative Elektrizität enthalten, entladen werden.

Positive und negative Elektrizität neigen immer dazu, sich gegenseitig anzuziehen und den Körper, auf dem sie sich befinden, zu entladen. Befinden sich mit unterschiedlicher Elektrizitätsart geladene Körper nahe beieinander, aber nicht verbunden, dann kann es zu einer Entladung über die Luft kommen – dann springt ein Funke zwischen beiden Körpern und es ist ein kurzes trockenes Knistern zu hören. Je stärker die Körper mit Elektrizität aufgeladen waren, desto heller war der Funke und desto stärker war das Knistern.

In Laboren können Wissenschaftler Metallkugeln so stark mit Strom aufladen, dass ein bis zu 10 Meter langer funkelnder Funke entsteht und ein ohrenbetäubender Knall zu hören ist.

Jeder elektrische Funke entsteht durch die Verbindung zwischen positiver und negativer Elektrizität, also durch eine elektrische Entladung.

5. Leiter und Isolatoren

Alle Stoffe, Gegenstände, Körper können in zwei Gruppen eingeteilt werden – Stromleiter und elektrische Isolatoren.

Wie unterscheiden sich Leiter von Isolatoren?

Um diese Frage zu beantworten, führen wir das folgende Experiment mit einem Elektroskop durch. Nehmen wir zwei Elektroskope und stellen sie nebeneinander auf den Tisch. Wir laden eines der Elektroskope mit Strom auf und lassen das andere ungeladen (Abb. 5, oben). Berühren wir nun beide Kugeln gleichzeitig mit einem Kupferstab. Wir werden sehen, dass sich der Winkel zwischen den Blättern des geladenen Elektroskops leicht verringert und die Blätter des ungeladenen Elektroskops sich auseinander bewegen (Abb. 5, links). Dies geschieht, weil ein Teil der Elektrizität von einem Elektroskop über den Kupferstab zum anderen geleitet wird. Kupfer ist ein Stromleiter.

Reis. 5. Elektrizität fließt durch einen Leiter von einem Elektroskop zum anderen, kann jedoch nicht durch einen Isolator fließen.

Machen wir nun das gleiche Experiment noch einmal, aber dieses Mal verbinden wir die Kugeln beider Elektroskope mit einem Stab aus Porzellan (Abb. 5, rechts). Die Blätter des Elektroskops bleiben in der gleichen Position: Ihnen passiert nichts. Elektrizität konnte nicht durch Porzellan von einem Elektroskop zum anderen gelangen. Porzellan leitet keinen Strom. Er ist ein Isolator.

Die Leiter der Elektrizität sind vor allem Metalle (Kupfer, Eisen und andere), Wasser und Erde. Menschlicher Körper gilt auch für Dirigenten. Beispiele für elektrische Isolatoren sind Porzellan, Glas, Gummi, Luft.

Leiter verdanken ihren Namen der Tatsache, dass sie Elektrizität leiten, das heißt, sie leiten sie durch sich selbst, Isolatoren hingegen leiten nicht – sie leiten Elektrizität nicht durch sich selbst.

Der Hauptbestandteil elektrischer Geräte besteht aus Leitern, die Elektrizität an einen bestimmten Ort transportieren, und Isolatoren, die verhindern, dass Elektrizität an Orte gelangt, an die sie nicht gelangen soll. Jeder, der es gesehen hat Telefonleitung oder elektrische Energieübertragungsleitung (Abb. 6), bemerkte, dass die Drähte, die zur Übertragung von Elektrizität dienen, auf Porzellan- oder Glasisolatoren gespannt sind. Drähte (Übertragungsleitungen) transportieren Strom vom Kraftwerk (wo er von Maschinen erzeugt wird) zu Fabriken, Fabriken, MTS und Häusern. Große Porzellanisolatoren stützen die Drähte und ermöglichen den Stromfluss durch sie. Isolatoren werden gerade benötigt, um zu verhindern, dass Strom durch Masten in den Boden gelangt, um ihn abzugrenzen oder, wie man sagt, vom Boden zu „isolieren“.

Reis. 6. Stromübertragungsleitung.

In Drähten fließender Strom erzeugt einen elektrischen Strom. Je mehr Strom in einer Sekunde durch einen Draht fließt, desto mehr Strom fließt durch ihn.

6. Was ist Elektrizität?

Um die Frage zu beantworten: Was ist Elektrizität? - Sie müssen wissen, woraus die verschiedenen Körper der Natur bestehen. Dies wird von einer Wissenschaft namens Physik untersucht.

Physiker haben herausgefunden, dass jeder Körper, ob fest, flüssig oder gasförmig, aus einzelnen sehr kleinen Teilchen, sogenannten Atomen, besteht. Das Atom wiederum besteht aus mehreren noch kleineren elektrisch geladenen Teilchen. In der Mitte des Atoms befindet sich sein Hauptteil – der Atomkern. Dieser Kern ist mit positiver Elektrizität geladen. Materieteilchen, sogenannte Elektronen, kreisen um den Kern. Das Elektron ist mit negativer Elektrizität geladen.

Im Normalzustand enthält ein Atom gleich viel positive und negative Elektrizität und weist daher nicht seine elektrischen Eigenschaften auf.

Wenn Sie jedoch ein Atom irgendwie in Teile zerlegen, also ein oder mehrere Elektronen davon trennen, dann wird der verbleibende Teil mehr positive Elektrizität als negative Elektrizität haben. Dann wird sich ein solch unvollständiges Atom als positiv geladener Körper manifestieren: Es wird dazu neigen, sich von anderen anzuziehen Umfeld die fehlenden Elektronen. Die vom Atom gelösten Elektronen weisen die Eigenschaften negativer Elektrizität auf.

Zu dieser Trennung kommt es beispielsweise, wenn Glas mit Fell oder dickem Papier gerieben wird; es kann auf andere Weise erhalten werden. Elektrischer Strom in einem Draht und stellt die Bewegung von Elektronen dar. Die Anzahl der Elektronen, also die Strommenge, die durch 1 Quadratzentimeter des Querschnitts eines Leiters fließt, wird als Stromstärke bezeichnet.

In der Elektrotechnik wird Strom in der Einheit Ampere gemessen.

Durch Glühbirne Wenn im Raum brennt und eine durchschnittliche Helligkeit herrscht, fließt ein Strom, gemessen mit 1/3 - 1/2 Ampere. Elektrische Energieübertragungsleitungen führen Ströme von Hunderten und Tausenden Ampere, und bei Blitzen erreicht der Strom 200.000 Ampere!

7. Elektrizität durch Einfluss gewinnen

Da wir nun wissen, dass die Atome jedes Körpers aus Teilchen bestehen, die sowohl positive als auch negative Elektrizität enthalten, können wir das wichtige Phänomen der Elektrizitätserzeugung durch Einfluss erklären. Dies wird uns helfen zu verstehen, wie Blitze entstehen.

Führen wir das folgende Experiment durch. Bringen wir einen mit einer Art Elektrizität, zum Beispiel positiv, geladenen Stab zum Elektroskopball, aber wir berühren den Ball nicht mit dem Stab und lassen einen kleinen Spalt zwischen ihnen (Abb. 7, links). Die Blätter des Elektroskops trennen sich, obwohl der Strom nicht vom Stab auf die Kugel übertragen werden kann: Luft ist kein Leiter. Dies geschah aus folgendem Grund. Die positive Elektrizität auf dem Stab zieht die negative Elektrizität auf der Kugel, dem Stab und den Blättern des Elektroskops an und stößt die positive Elektrizität auf denselben Leitern ab. Negative Elektrizität sammelt sich näher am Stab – auf der Oberfläche der Kugel, und positive Elektrizität – weiter entfernt, auf den Blättern. Und beide Blätter, auf denen Elektrizität der gleichen Art (positiv) war, werden sich zerstreuen.

Reis. 7. Strom durch Einfluss gewinnen.

Aber diese Anordnung beider Elektrizität auf dem Elektroskop ist fragil. Sobald wir den Stab von der Kugel entfernen, fallen die Blätter wieder ab: Beide Arten von Elektrizität werden, voneinander angezogen, wieder gleichmäßig in allen Teilen des Elektroskops verteilt und es zeigt seine elektrischen Eigenschaften nicht mehr.

Sagen wir es mal so. Bringen wir wieder einen mit positiver Elektrizität geladenen Stab zur Elektroskopkugel und lassen dabei eine Lücke. Die Blätter werden sich zerstreuen. Dann berühren wir den Ball mit der anderen Hand, ohne den Stock wegzunehmen. Der Winkel zwischen den Blättchen verringert sich leicht, die Blätter fallen jedoch überhaupt nicht ab (Abb. 7, Mitte). Jetzt nehmen wir den Zauberstab weg und nehmen die Hand weg. Die Blätter bleiben in der gleichen Position – das Elektroskop wird aufgeladen (Abb. 7, rechts).

Warum ist das passiert? Woher kam der Strom im Elektroskop? Schließlich haben wir den Ball nicht mit einem aufgeladenen Stock berührt.

Als wir die Kugel des Elektroskops mit der Hand berührten, wanderte die darauf befindliche positive Elektrizität, die sich vom Stock abzustoßen versuchte, entlang der Leiter – unserer Hand und unseres Körpers – und in den Boden. Und die vom Stab angezogene negative Elektrizität blieb auf dem Elektroskop und verteilte sich in seinem gesamten leitenden Teil, auf der Kugel, dem Stab und den Blättern. Die Blätter erhielten weniger Strom und der Winkel zwischen ihnen verringerte sich. Als wir den Zauberstab danach wegnahmen, änderte sich nichts und das Elektroskop blieb mit negativer Elektrizität geladen.

Diese Methode der Stromerzeugung wird Stromerzeugung „durch Einfluss“ genannt. Dabei geht Elektrizität nicht von einem Körper auf einen anderen über, sondern entsteht durch den Einfluss eines Körpers, der mit Elektrizität einer anderen Art geladen ist.

Wir werden im nächsten Kapitel sehen, dass genau diese Stromerzeugung durch Einflussnahme Blitze verursacht.

Die hier beschriebenen Informationen reichen aus, um zu verstehen, wie Blitze entstehen, welche Wirkungen sie haben und wie man sich davor schützen kann. Dem widmen sich die nächsten Kapitel unseres Buches.

Durch verschiedene Experimente mit Elektrizität entdeckten die Menschen ihre grundlegenden Eigenschaften. Zunächst stellten sie fest, dass es zwei Arten von Elektrizität gibt. Einer wird durch Reiben von Glas, Edelsteinen und einigen anderen Materialien mit Fell gewonnen – diese Art von Elektrizität wurde Glas genannt. Eine andere Art von Elektrizität wird durch Reiben von Bernstein, Harz und einer Reihe anderer Substanzen gewonnen – diese Elektrizität wird Harzelektrizität genannt. Mittlerweile wurden in der Wissenschaft auch andere Namen für die Glas- und Harzelektrizität übernommen. Elektrizität der ersten Art (Glas) wird als positiv bezeichnet, die zweite Art (Harz) als negativ. In der Wissenschaft ist es üblich, positive Elektrizität mit einem „+“-Zeichen und negative Elektrizität mit einem „-“ zu kennzeichnen. Solche Bezeichnungen werden in den Zeichnungen dieses Buches verwendet.

Elektrizität einer Art stößt Elektrizität derselben Art ab und zieht Elektrizität einer anderen Art an. Dies ist eine wichtige Eigenschaft der Elektrizität. Hier sind einige einfache Experimente, mit denen Sie es testen können.

Wir werden ein sauberes, trockenes Glasrohr auf einen in die Wand geschlagenen Nagel stecken und an dessen Ende ein Stück Kork an einen Seidenfaden hängen (Abb. 2, links). Reiben Sie den Glasstab mit Fell oder dickem Papier ein. Dann erscheint positive (Glas-)Elektrizität auf dem Glas. Berühren wir dann den Korken mit diesem Stock. In diesem Fall wird ein Teil der Elektrizität vom Stock auf den Korken übertragen. Jetzt haben der Korken und das Ende des Glasstabs die gleiche Art von Elektrizität (positiv) und der Korken prallt vom Stab ab.

Hängen wir nun zwei Seidentücher mit Korken an ein Glasrohr. Wenn beide Korken mit einem geriebenen Glasstab berührt werden, erhalten sie die gleiche positive Elektrizität (oder, wie man sagt, „laden“ sich mit positiver Elektrizität) und stoßen sich gegenseitig ab (Abb. 2, oben rechts). Das Gleiche passiert, wenn Sie beide Stecker mit negativem Strom laden.

Drei Namen aus einem geriebenen Harzstab. Somit stoßen sich zwei identische Elektrizitätsarten gegenseitig ab.

Wenn ein Stecker mit einem geriebenen Glasstab und der andere mit einem geriebenen Harzstab aufgeladen wird, werden beide Stecker mit Elektrizität unterschiedlicher Art aufgeladen und voneinander angezogen (Abb. 2, unten rechts).

Dadurch werden zwei verschiedene Arten von Elektrizität voneinander angezogen.

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