Как опилки могут сделать это в электрическом поле?

Я нашел этот действительно странный вопрос, и я надеялся на некоторое понимание.

Предположим, у нас есть стеклянная пластина, наполненная маслом. Сверху насыпают немного опилок, чтобы они плавали. Это выглядит таквведите описание изображения здесь

Есть 2 кольца, P (положительно заряженные) и N (отрицательно заряженные). Они включены, и теперь все выглядит так:введите описание изображения здесь

Мой вопрос: почему опилки во внешнем кольце превращаются в радиальные? Думаю, я мог бы понять металлический брусок, плавающий в масле. Электрическое поле вызовет накопление заряда (такое, что электрическое поле внутри проводника равно 0), а затем этот заряд испытывает крутящий момент от внешнего электрического поля, чтобы стать радиальным. Но дерево - изолятор, так что этого не может быть?

Ответы (3)

Непроводящие материалы, такие как дерево, могут поляризоваться электрическим полем, даже если они не проводят ток. Молекулы внутри него могут поляризоваться электрическим полем, даже если они не хотят отдавать свои электроны, и когда молекулы могут выровняться с полем, они будут иметь самую низкую возможную энергию. В случае с деревяшкой она будет иметь наименьшую энергию, когда древесина выровнена с полем.

Один из моих профессоров-физиков сделал именно это в лекционном зале в 1972 году, используя стеклянную посуду из пирекса, наполненную керосином с плавающими в ней рисовыми зернами, и 250 вольт постоянного тока. очень опасно!

Неметаллические материалы могут состоять из полярных по своей природе молекул, образующих диполи, или которые могут иметь диполи, индуцированные внешним полем. Вот почему в конденсаторах используются полярные по своей природе изоляторы, называемые диэлектриками. Когда между обкладками конденсатора приложено электрическое поле, диполи выстраиваются в линию с полем. В конденсаторе выравнивание диполей увеличивает емкость конденсатора. В вашем примере два кольца, одно отрицательно заряженное, а другое положительно заряженное, действуют как пластины конденсатора, а масло/опилки между кольцами служат диэлектриком.

В вашем случае возможно, что опилки состоят из полярных молекул, хотя я не знаком с молекулярной структурой древесины. Но некоторые масла, такие как спирты, сложные эфиры и триглицериды, по своей природе полярны. Если это так, то приложение электрического поля между внутренним и внешним кольцами может привести к тому, что масляные диполи выровняются с полем. Так как опилки сидят на молекулах масла, пыль также может выровняться с полем по отношению к маслу. Это похоже на то, как железные опилки выстраиваются в линию с приложенным магнитным полем.

Будь то опилки или масло с полярными молекулами, они выровняются с полем. На нижней левой диаграмме показаны диполи, расположенные случайным образом в отсутствие приложенного поля. В правом нижнем углу показано выравнивание диполей с приложением поля, за исключением внутреннего кольца, поскольку там не было бы поля. Для ясности диполи не показаны наложенными на опилки, но опилки будут выровнены с диполями, за исключением внутреннего кольца, потому что там нет поля.

Надеюсь это поможет.

введите описание изображения здесь

Давайте немного обобщим и рассмотрим их как «длинные частицы», плавающие в жидкости. Теперь они не проводники, но на самом деле это не важно, потому что мы можем индуцировать в них заряд. В этом случае индукция - это зарядка объекта путем приближения его к заряженному объекту. Это может произойти в любом материале и, по сути, создает в материале так называемый электрический диполь, который вызывает изменение ориентации.