Зарядите ваш электроскоп от стеклянной палочки, натертой шелком или бумагой. Оба его листочка, получив положительный заряд, оттолкнутся друг от друга. Натрите сукном каучуковую (янтарную и т. п., вообще – заряжающуюся отрицательно) палочку и приближайте ее медленно к шарику электроскопа.
Смотрите: палочка еще далека от шарика, а листочки электроскопа уже опали. Отчего?
Оттого, что разноименные заряды притягивают друг друга и весь положительный заряд электроскопа, бывший на шарике, стержне (игле) и листочках, сосредоточился на одном шарике.
Это понятно.
А понятно ли, что при дальнейшем приближении эбонитовой палочки листочки снова расходятся?
Чтобы разобраться в вопросе, отчего это произошло, вернемся к опыту с летающей бабочкой или бузинным шариком, притягиваемым наэлектризованным телом. Отчего они – и вообще всякое ненаэлектризованное (нейтральное) тело – притягиваются наэлектризованным?
Раньше объясняли это так: на поверхности всякого предмета имеются равные количества положительного и отрицательного электричества. Если, например, к нейтральному шарику подносится сургучная, отрицательно заряженная палочка (рис. 6), то положительное электричество шарика стягивается на ближайшую к палочке сторону, а отрицательное, отталкиваемое зарядом палочки, скапливается на противоположной его стороне. Положительный заряд шарика ближе к палочке, чем отрицательный, так что притяжение преодолевает отталкивание – шарик движется навстречу палочке.
Рис. 6
Коснемся пальцем той стороны шарика, на которой собрался отрицательный заряд. Он через наше тело уйдет в землю. Если после этого удалить от шарика палочку, то шарик окажется заряженным положительно. Это легко проверить: он станет отталкиваться стеклом, натертым шелком.
Таким образом, без прикосновения к шарику наэлектризованным телом он заряжается от одного приближения к нему последнего.
В физике это называется индуктивным (наведенным) зарядом. В электротехнике индуктивный заряд играет большую роль и зачастую является весьма нежелательным.
Пример? А вот телефонные провода могут зарядиться индуктивно от проходящего вблизи трамвайного провода и тем обратить телефонный аппарат в преопасный для желающего им воспользоваться источник разряда высокого напряжения. Небезопасны в этом отношении домашние приемники радиопередачи, особенно не вполне тщательно устроенные.
Мы изложили прежнюю теорию этих явлений. По современным воззрениям явления, происходящие при приближении наэлектризованного тела к нейтральному, объясняются тем, что свободные электроны отрицательно заряженной палочки отталкивают электроны шарика, вызывая этим их недостаток на ближайшей к палочке стороне и избыток на противоположной. Касаясь пальцем шарика, даем возможность электронам шарика спастись от наступающих на них электронов палочки через наше тело в землю. После удаления палочки от шарика на последнем окажется недостаток отрицательно заряженных электронов, а такое состояние тела определяется, по старой терминологии, как положительный заряд.
Ну как вновь не посетовать на такое неудачное название разноименных зарядов?
Вернемся к забытому было нами электроскопу.
Приближая к нему отрицательно заряженное тело (т. е. тело с избытком электронов), мы разлагаем его нейтральный заряд, сталкивая отрицательно заряженные электроны с шарика на иглу, с иглы на листочки – значит, заряжая их отрицательно путем индукции и заставляя их расходиться. Если довести приближение палочки до соприкосновения с шариком электроскопа, избыток электронов с палочки перейдет на металлические части электроскопа, и они все зарядятся отрицательно.
Скучновато? Что делать… Следует в этом разобраться, чтобы понять действие электрофора и лейденской банки.
Хуже проделывать опыты, не отдавая себе отчета, что же именно мы наблюдаем. Пытливому уму свойственно добиваться ответа не только на вопрос, как происходит то или иное явление, но и почему оно происходит. Жаль только, что ответы на последний вопрос не всегда просты и общедоступны, а тем более не бесспорны.