Doświadczenia szkolne pokazują, że hebanowy kij, który ociera się o futro, zaczyna przyciągać małe przedmioty, takie jak kawałki papieru. Jest to ułatwione dzięki działaniu sił kulombowskich.
Dlaczego to się dzieje?
Ebonit to wysoko zwulkanizowana guma o wysokiej zawartości siarki w kolorze ciemnobrązowym lub czarnym. Można więc powiedzieć, że ebonit jest czymś w rodzaju utwardzonej mieszanki gumy i plastiku i oczywiście jest dielektrykiem, to znaczy praktycznie nie przewodzi prądu.
Jeśli po prostu weźmiesz hebanowy kij i przyniesiesz go do papieru, nic się nie stanie. Ale jeśli najpierw wcierasz go w futro lub jedwab, wtedy kawałki papieru, strużki wody, włosy itp., jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki, zostaną przyciągnięte do kija.
Faktem jest, że gdy kij hebanowy i futro ocierają się o siebie, zwiększa się powierzchnia ich kontaktu, ładunki rozkładają się, dzięki czemu kij hebanowy uzyskuje ładunek, który w tym przypadku będzie ujemny, a futro - ładunek dodatni (w przypadku papieru i szkła oraz z papierem wszystko jest dokładnie odwrotnie). Gdy pałeczka zostanie przyłożona do papieru, swobodne elektrony pędzą na skrawki papieru, dzięki czemu początkowo neutralnie naładowany przedmiot z jednej strony nabiera ładunku dodatniego, a z drugiej - ujemnego. A dodatnie strony kawałków papieru są przyciągane do ujemnie naładowanego sztyftu dzięki działaniu sił kulombowskich.
Sam patyk nie przyciągnie papieru, ponieważ w porównaniu z Ziemią siła przyciągania między patykiem a papierem jest wyraźnie mniejsza niż między papierem a planetą. Ale w przypadku naelektryzowanego kija hebanowego powstaje siła, która jest wyraźnie większa niż siła grawitacyjna.
Kiedy patyk jest podnoszony na małe kawałki papieru, jeden z boków kawałków papieru nabiera ładunku dodatniego. Ze względu na to, że w przeciwieństwie do ładunków wywołanych siłami kulombowskimi, przyciągane są same obiekty, które mają ładunki, pędzą do siebie.
Jak sprawić, by było ciekawiej?
Doświadczenie hebanowego kija może być bardziej interesujące. Na przykład możesz wziąć dodatkowy mały stalowy pręt, który przewodzi prąd, dotknąć go z jednej strony ebonitowym patyczkiem, a drugą przyłożyć do kawałków papieru. Papier znów zacznie być przyciągany, ale tym razem do stalowego pręta.
Wynika to z faktu, że pręt, będący przewodnikiem, otrzymuje taki sam ładunek jak pręt. Jeśli weźmiesz naładowany stalowy i nienaładowany hebanowy kij i zamienisz je, nic się nie stanie. Wynika to z właściwości dielektrycznych ebonitu – pręt po prostu nie przyjmie ładunku stalowego pręta.
