119 65 Kräfte zwischen elektrischen Ladungen Versuch: Verbinde zwei gleiche Elektroskope mit einem Aluminiumstab und nähere einem der beiden einen geriebenen PVC-Stab (Abb. 65.1 a). Solange der geladene Stab in der Nähe ist, zeigen beide Elektroskope gleichen Ausschlag. Die Ausschläge verschwinden, wenn der Stab entfernt wird. Versuch: Nähere nun neuerlich den geriebenen PVC-Stab und entferne die Verbindung der Elektroskope. Ihre Ausschläge bleiben jetzt auch nach dem Entfernen des PVC-Stabes erhalten (Abb. 65.1 b). Sie gehen jedoch sofort zurück, wenn man die Elektroskope wieder leitend verbindet (Abb. 65.1 c). Da sich die Ladungen in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben, können sie nur entgegengesetzt sein. Woher kommen nun die Ladungen? Sicher nicht vom geriebenen PVC-Stab, den wir dem Elektroskop bloß genähert haben, ohne es dabei zu berühren. Auch durch die Luft konnten die Ladungen des Stabes nicht auf das Elektroskop übergehen, da die Luft unter diesen Versuchsbedingungen ein Nichtleiter ist. Beim Versuch hast du weder Ladungen auf die Versuchsanordnung gebracht noch von ihr entfernt. Daher kannst du annehmen, dass die positiven und die negativen Ladungen in beiden Elektroskopen und im Alu-Stab schon von vornherein in gleicher Menge vorhanden waren. Deshalb zeigten die Elektroskope auch keinen Ausschlag. In der Umgebung einer elektrischen Ladung wirken Kräfte. In der Umgebung einer elektrischen Ladung kann man die von ihr ausgehende elektrische Kraft messen. Stärke und Richtung der elektrischen Kraft kann man in jedem Punkt um diese Ladung feststellen. Diese räumliche Kraftverteilung nennt man elektrisches Feld (electric field). Wir stellen uns modellhaft vor, dass durch das elektrische Feld des negativ geladenen PVC-Stabes negative Ladungen im Alu-Stab abgestoßen werden, das rechte Elektroskop wird negativ aufgeladen. Die fehlenden negativen Ladungen im linken Elektroskop verursachen seine positive Aufladung. Beide Elektroskope zeigen gleiche Ausschläge und damit gleich große Ladungsmengen an. Durch das elektrische Feld des geladenen Stabes werden also die bereits vorhandenen Ladungen getrennt. Die Ursache dafür sind die Kräfte, die durch das elektrische Feld des geriebenen PVC-Stabes auf die negativen elektrischen Ladungen ausgeübt werden. Diese müssen daher in Metallen leicht beweglich sein. Die Trennung der in allen Körpern schon vorhandenen elektrischen Ladungen durch ein elektrisches Feld heißt elektrische Influenz (electrostatic induction, influence). William Gilbert (1540–1603) stellte über die teilweise schon den Griechen bekannten Erscheinungen der Elektrizität die ersten wissenschaftlichen Untersuchungen an. Auf ihn geht der Name „Elektrizität“ zurück. Elektron nannten die Griechen den Bernstein, der als Schmuck und Handelsware zu ihnen gelangte. Auch aus dem Bernstein springen nach dem Reiben mit einem Wolltuch kleine Funken über. Wieso werden Haare von elektrisch geladenen Körpern angezogen? isolierter Griff Dann den PVC-Stab entfernen. 65.1 Laden von Elektroskopen durch Influenz a) Ladungstrennung durch Influenz b) Der Ausschlag der Elektroskope bleibt bestehen, wenn vor dem Entfernen des geriebenen Hartgummistabes der Aluminiumbügel entfernt wird. c) Ladungsausgleich bei leitender Verbindung der beiden Elektroskope Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=