سنقوم في هذه التجربة بثنْي تيار من الماء دون لَمسه.
 

الأدوات

  • حنفية يخرج منها تيار ماء دقيق
  • بالون (يمكن أيضا استعمال أداة بلاستيكية، مثل مقبض فرشاة الشعر، أو مشط من البلاستيك)
  • شعر :-) ( لحك البالون به. يمكن استعمال قطعة ملابس من صوف بدلاً منه)
     

مجرى التجربة

يمكنكم مشاهدة مجرى التجربة في المقطع التالي:

شرح

تتكون الكهرباء الساكنة نتيجة لاحتكاك مادتين كالشعر والبلاستيك فيما بينهما أو عند التصاقهما ببعضهما البعض وانفصالهما. خلال التماس بين المواد تُنتَزع إلكترونات من إحدى المادتين وتنتقل إلى المادة الأخرى، فتتكون فيهما شحنات كهربائية. كما هو معروف فإن الشحنات الكهربائية المتعاكسة تتجاذب فيما بينها، لذلك فإن حقيقة انحراف الماء بتأثير الكهرباء الساكنة أو انجذابه إليها تدل على وجود شحنات كهربائية في الماء.  

في الوضع العادي، عندما يجري الماء من الحنفية أو عندما لا تكون كميته قليلة جداً فإنه لا يكون مشحوناً من الناحية الكهربائية. ولكن عندما ننظر إلى الجسيمات الصغيرة التي تُكوّن الماء (أي الجزيئات) نجد أن كل جزيء منفرد من الماء يحتوي على ثنائي قطب (ديبول) كهربائي. يتكون جزيء الماء من ذرة أكسجين واحدة وذرتَيْ هيدروجين: 2O H.


التخطيط منقولٌ من ويكيبيديا

 

بما أنه لذرة الأكسجين (O) سالبية كهربائية أعلى كثيراً مما لذرة الهيدروجين (H) (ذلك يعني أن قدرة ذرة  الأكسجين على جذب الإلكترونات ذات الشحنة الكهربائية السالبة إليها أعلى كثيراً من ذرة الهيدروجين)، فإن الإلكترونات في كل رابط بين الأكسجين والهيدروجين تكون مجذوبة إلى ذرة الأكسجين أكثر من انجذابها إلى ذرة الهيدروجين. نتيجة لذلك يحتوي كل جزيء ماء بشكل دائم على شحنة كهربائية جزئية سالبة على ذرة الأكسجين وشحنة جزئية موجبة على كل واحدة من ذرتَيْ الهيدروجين.

عندما نُقرب بالوناً مطاطياً أو قضيباً بلاستيكيا مشحوناً بالكهرباء الساكنة (يُشحن البلاستيك عادةً بفائض من الإلكترونات، فتكون شحنته الكهربائية سالبة) إلى الماء، تنجذب إليه ذرات الهيدروجين ذات الشحنة الكهربائية الجزئية الموجبة الموجودة في كل جزيء من الماء، فينجذب تيار الماء كله وينحرف باتجاه القضيب البلاستيكي. في حال تحول التيار المائي من تيار دقيق إلى تيار قوي، فإن قوى التجاذب الكهربائية لا تستطيع التغلب على كتلة الماء الجارية، فلا نلاحظ انحرافاً للتيار، لذلك فإنه من المهم أن يخرج التيار ضعيفاً من الحنفية وإلا فإن التجربة لن تنجح.   

 

من الجدير ذكره

القوى الكهربائية التي تؤدي إلى انحراف تيار الماء هي ذاتها القوى التي تجعل الماء يلتصق بالورق الماصّ، كذلك نوصيكم بتطبيق تجربة كيف نصنعُ "بالون هيليوم" مزيف.

 

 

0 تعليقات