Вопросы электростатики на дистанционные олимпиадах

Вопросы электростатики на дистанционные олимпиадах

Всероссийские дистанционные олимпиады по физике и математике встречаются довольно разные по уровню сложности. Одни из них дают простые тесты, а на некоторых из них от участников требует тотальное и глубокое понимание сути некоторых понятий и определений. Именно так в некоторых из них возникает понятие электрического поля.

Когда мы говорим, что поле это особый вид материи, к определению поля мы особо ничего не добавляем. На самом деле нужно давать определение и понятие электростатического поля или любого другого поля только через его свойства. Электростатическое поле возникает вокруг неподвижного заряда, то есть источником поля является заряд.

Электростатическое поле действует на другой пробный заряд, помещенный в это поле с некоторой силой. Сдвинуть с места неподвижный электрический заряд может только электростатическое поле. Это очень важный принципиальный важный момент. И другого определения поля быть не может. После того, как мы эти свойства поля сформулировали, можно говорить о том, что существует независящая от нас система. Это поле и эта система реальны, потому что оно обладает массой, обладает энергией, обладает импульсом. Другое дело, что наши органы чувств не позволяют нам его обнаружить, но это не означает, что поля нет.

Принципиально важный момент в понимании темы электростатического поля стоит отнести именно учителям, преподающим предмет в школе. Ведь мы всё-таки с вами хотим воспитывать не «обезьян», которые повторяют заученные действия. Мы хотим воспитывать мыслящих людей, которые в дальнейшем будут участвовать в исследованиях, выполнять какие-то работы, уметь логически мыслить и так далее.

И зачастую на том уровне, когда делается подготовка и проводится непосредственно олимпиада по математике и физике мы часто об этом забываем. Мы должны больше внимания именно физическим проблемам, которые возникают при подготовке к дистанционным олимпиадам по математике и физике.

Рассмотрим банальный пример. Представьте, что мы взяли мелкую бумажечку, нарвали бумажечку на куски и положили их на стол. Затем мы наэлектризовали пластмассовую расческу путем поглаживания по волосам. После того, как поднесли расческу к кусочкам бумаги, они притянулись к ней. Пластмассовая расчёска приобрела отрицательный заряд. Но ведь кусочки бумаги незаряженные, откуда возникает это взаимодействие?

Как на самом деле надо объяснять ответ на данный вопрос? У нас есть два типа вещества по отношению к заряду. Первый тип называется металлы, проводники, а второй – изоляторы. В металлах существует так называемая кристаллическая решетка, в узлах которой расположена неподвижные ион или атомы, а вокруг них свободно могут перемещаться отрицательно заряженные электроны. В изоляторе совсем другое внутреннее строение. Там существуют так называемые молекулы в виде «сигар». Речь здесь идет о неполярных молекулах. Внутри этих молекул положительный и отрицательный заряды сдвинуты друг относительно друга, и возникает некоторое внешнее не скомпенсированное электрическое поле, называемый диполем.

Несмотря на то, что молекула в целом нейтральна, вокруг не существует электрическое поле. И если мы помещаем в электрическое поле металл, то понятно, что электроны под действием поля смещаются в противоположную сторону, а атомы положительно заряженные остаются на местах. Возникает так называемое явление статической индукции и разделения зарядов. Когда же мы помещаем изолятор в поле, никакого смещения нет, а происходит просто поворот диполей или молекул так, что они становятся параллельно полю, а на концах изолятора выступают те некомпенсированные заряды. В этом и заключается смысл притяжения, который и требует передать олимпиада по физике для школьников, если данный вопрос будет поставлен на текущем этапе конкурса.

Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>