Dörzselektromosság

Közelítsünk szőrmével dörzsölt műanyagcsövet apró papírszeletkékhez. Először magához vonzza azokat, majd később lerepülnek a csőről a papírdarabok. Ugyanez tapasztalható bőrrel dörzsölt üveg vagy papírral dörzsölt műanyagvonalzó esetén is. A teljes igazsághoz azt is meg kell említenünk, hogy néhány "makacs" papírdarab a megdörzsölt tárgyon marad.

A jelenséget már az ókori görögök is ismerték. Ők a borostyán – görögül elektron – esetén fedezték fel ezt a különleges viselkedést. A megdörzsölt borostyánkő, a szőrmével dörzsölt műanyag, a bőrrel dörzsölt üveg, a papírral dörzsölt műanyag hasonló állapotba kerül. Ezt az állapotot, – a borostyán görög neve alapján, – elektromos állapotnak nevezték el.

Függesszünk fel különböző módon elektromos állapotba hozott testeket és közelítsünk hozzájuk egy másik szintén elektromos állapotba hozott testet. A szőrmével dörzsölt ebonit a szőrmével dörzsölt ebonitot taszítja, a bőrrel dörzsölt üveget vonzza anélkül, hogy hozzáérne. A bőrrel dörzsölt üveg is taszítja a bőrrel dörzsölt üveget. Az elektromos állapotban levő testek között vonzás vagy taszítás lép fel. Ezek szerint legalább kétféle elektromos állapot létezik.

A szőrmével megdörzsölt műanyag rúd elektromos állapotba kerül

Kölcsönhatások elektromos állapotban lévő testek között

Elektromos töltés

Ha két, közös pontban felfüggesztett bodzabél golyócskát megdörzsölt ebonittal megérintünk, azok taszítják egymást. Az elektromos állapot tehát érintéssel átadható egy másik testnek. Változást sem az eboniton, sem a golyócskákon nem látunk, csak a hatást, a taszítást tapasztaljuk.

A testek elektromos állapotát valamilyen, közvetlenül nem érzékelhető anyag jelenléte okozza. Ezt az anyagot elektromos töltésnek nevezzük.

Egy elektromos állapotban lévő, elektromosan töltött test (pl. szőrmével dörzsölt ebonitrúd) segítségével a többi elektromos állapotban lévő tárgyat két csoportra oszthatjuk aszerint, hogy azokat vonzza vagy taszítja. Az azonos csoportba kerültek taszítják egymást, a különböző csoportbeliek vonzzák egymást. Mivel harmadik csoportot soha nem találunk, tapasztalataink szerint nincs harmadik fajta töltés.

Ennek alapján a kétféle elektromos állapotot kétféle töltés okozza. Az egyiket pozitívnak (a bőrrel dörzsölt üveg), a másikat negatívnak (szőrmével dörzsölt ebonit) nevezzük. Ezt a kétféle töltést az atommagban található proton és az elektron hordozza. A proton töltése a pozitív, az elektroné a negatív. Az egynemű töltések taszítják, a különneműek vonzzák egymást.

Az elektromos állapot érintéssel átadható

Az elektromos állapot kimutatására szolgál a szalmaszál elektroszkóp. Szigetelőlapra állított vékony fémrúd tetejéről két szalmaszál lóg le. Ezek vízszintes tengely körül elfordulhatnak. Ha töltést adunk a fémrúd tetején levő fémgömbnek, akkor a szalmaszálaknak is ugyanilyen töltése lesz. Az azonos töltések taszítása miatt alul eltávolodnak egymástól. Nagyobb távolodás nagyobb töltést jelez, hiszen a gravitáció akadályozza a szálak emelkedését.

Szalmaszál elektroszkóp