Объяснение электризации индукцией

Электризация индукцией возможна только в проводниках — телах, в которых есть свободно движущиеся заряженные частицы. К проводникам относятся, например, металлы. В металлах свободно движущимися заряженными частицами будут электроны, оторвавшиеся от своих атомов.

Электроны в металлах ведут себя как электронный газ. Так же, как и в газе, они движутся, практически не взаимодействуя друг с другом. Электронный газ заполняет пространство между положительными ионами, образующими кристаллическую решетку металла.

Рис. 1. Газ свободных электронов в кристаллической решетке металла. Показана траектория одного из электронов

При электризации индукцией основную роль играет действие электрического поля заряженного тела на свободные электроны. Под действием электрического поля электроны начинают двигаться не хаотично, как молекулы газа, а согласованно — в одном направлении (в равномерном электрическом поле — против направления силовых линий поля). Рано или поздно все или часть электронов перемещаются с одного тела на другое (или с одной части тела на другую), и создают собственное электрическое поле, мешающее дальнейшему перемещению остальных электронов. Соприкасающиеся тела (или части одного тела) заряжаются — электризуются.

Модель 1. Действие электрического поля заряженного тела на свободные электроны

Рассмотрим опыт с незаряженными соприкасающимися металлическими шарами. Поднесем к ним слева, не касаясь шаров, положительно заряженную стеклянную палочку. Под действием электрического поля электронный газ «перетечет» в левую часть левого шара, и в этом месте образуется отрицательный заряд. Если, не убирая палочки, раздвинуть шары, то они останутся разноименно заряженными: левый — отрицательно, а правый — положительно.

Таким образом, электризация тел индукцией объясняется перераспределением электронного газа между телами (или частями тела).