電偶極靜電實驗

電偶極靜電實驗

目的 

展示電偶極(electric dipole)效應於電場中受力情形。

 

實驗 

實驗裝置:驗電瓶、木條旋轉台、布、塑膠棒。

1.先用布與塑膠棒摩擦數下,將塑膠棒靠近驗電瓶(不接觸),觀察驗電瓶感應情形。

2.將驗電瓶靠近旋轉台木條確認木條的帶電性。以摩擦過的塑膠棒靠近旋轉台木條,觀察其結果。

 

原理思考 

塑膠棒因摩擦而帶有淨電荷(net charges)於其上,但木條為電中性,為何木條能受塑膠棒所吸引?

 

 帶電的塑膠棒其週遭的電場會感應木棒分子,加強木棒分子的極化(polarization)狀態,其總極化的合成即為電偶極效應。電偶極於均勻電場(uniform field)中會受到轉動的力矩,於非均勻電場(non-uniform field)中則受電場較強的方向吸引。

fig1 1024

 

討論 

1.實驗結果與塑膠棒上所帶的電性有關嗎?

2.本實驗會有排斥的結果嗎?

3.摩擦過的梳子吸引小紙片的原理為何?

 

關於實驗 

本實驗製作概念由東吳大學蕭先雄教授提供。

 

參考資料 

“University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA., Ch.23. H.Benson

 

製作 

v.1 曾助理

 

指導老師 

陳泰利

 

撰稿 

陳泰利