電荷の種類

電気電荷に関する実験で説明されているような簡単な実験を行ったことがあるなら、物体同士が引き合ったり反発したりするという事実に魅了されたかもしれません。なぜプラスチックの棒は互いに反発するのに、ガラスの棒とは引き合うのでしょうか?プラスチック片を乾いた髪の毛にこすりつけてから、小さな紙片に近づけると、プラスチックは紙片を引きつけます。なぜプラスチックは、最初に何かでこすっていない紙片も引きつけるのでしょうか?電気電荷について学び、以下の説明を理解すれば、上記で説明したガラス、プラスチック、紙片、その他の物体に起こる現象の理由を理解し、説明できるようになるでしょう。

電荷の種類

毛皮や髪の毛でこすったプラスチックは、布でこすったガラスを引き寄せます。プラスチックとガラスは互いに引き合うため、それぞれ異なる電荷を持っています。ある物体がプラスチックを反発し、ガラスを引き付ける場合、その物体はプラスチックと同じ電荷を持っています。逆に、ある物体がガラスを反発し、プラスチックを引き付ける場合、その物体はガラスと同じ電荷を持っています。

アメリカの政治家であり科学者でもあったベンジャミン・フランクリン(1706-1790)は、これら2種類の電荷を正電荷と負電荷と呼ぶことを提案した。彼は、ガラスなどの電気電荷を正電荷、プラスチックなどの電気電荷を負電荷と名付けた。帯電したガラスを反発する帯電物体は、同種の電荷は反発し合うため、正に帯電しているに違いない。逆に、帯電したガラスと互いに引き合う帯電物体は、異種の電荷は引き合うため、負に帯電しているに違いない。同様に、帯電したプラスチックを反発する帯電物体は、同種の電荷は反発し合うため、負に帯電しているに違いない。逆に、帯電したプラスチックと互いに引き合う帯電物体は、異種の電荷は引き合うため、正に帯電しているに違いない。

物体に電荷を与える方法

最初は中性、つまり電荷を持たない物体は、摩擦(接触)や誘導(非接触)など、いくつかの方法を用いて帯電させることができます。また、最初は中性である物体は、誘導(非接触)によって帯電させることによっても帯電させることができます。ガラスが他の物体と擦り合わされた後に正に帯電したり、プラスチックが負に帯電したりする理由については、電荷保存の法則の項で詳しく説明されています。

 

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