علوم پایه هشتم

فکر کنید (صفحه 128)

حرکت عقربه ساعت  حرکت – حرکت بال حشرات و پرندگان  - جذر ومد- حرکت فنر وا ونگ ، تناوبی است که در زمان های مساوی تکرار می شود. به حرکت مستقیم آونگ وفنر که تکرار می شود حرکت نوسانی می گویند.

آزمایش کنید (صفحه 129)

هر گاه زمان نوسان  آزمایش را  بر تعداد نوسان تقسیم کنیم دوره یا زمان یک نوسان بدست می اید در ازمایش  اونگ باید بدانیم که اگر طول نخ یک متر باشد وجاذبه هم8/ 9 باشد زمان یک نوسان یک ثانیه بدست می اید دوره در یک آونگ به جرم وشکل ان ربطی ندارد  وبه طول وجاذبه مربوط می شود. در یک فنر دوره وزمان یک نوسان به جرم و سختی فنر مربوط می شود.

خود را بیازمایید (صفحه 131)

دوره برابر با یک تقسیم بر 40 که برابر 025 / 0 ثانیه می باشد.

آزمایش کنید (صفحه 132)

 اگر جهت انتشار بر جهت ارتعاش  عمود می باشد نوع موج عرضی می باشد. مانند فر کشیده شد وامواج الکترمغناطیس اگر جهت انتشار موج باراستای ارتعاش  یکی  می باشد نوع موج طولی می باشد.مانند فنرفشرده شده . صوت . بارش باران وموج آن در اب  از نوع عرضی می باشد جهت انتشار بر جهت ارتعاش عمود می باشد.

خود را بیازمایید

برای بدست آوردن سرعت موج باید بسامد را در طول موج برحسب متر ضرب کرد  3×1= 3 متر بر ثانیه

فعالیت (صفحه 134)

یک تلفن همراه را زیر در پوشی قرار داده وهوای زیر ان را تخلیه می کنیم تلفن را به صدا در می آوریم صدای حاصل از درپوش خارج نمی شود.

فکر کنید (صفحه 137)

بیشترین طول موج مربوط به امواج رادیویی است وکمترین آن مربوط به اشعه گاما ست.

ب- هر چه بسامد موج الکترومغناطیس که دارای سرعت یکسانی هستند انژی موج بیشتر دارد انرژی وقدرت نفوذ اسعه گاما بیشتر است.

پ- بسامد نور ابی بیشتر از نور قرمز است

آزمایش کنید (صفحه 112)

اگر صفحه را جابجا کنیم روزنه در مسیر مستقیم نور قرار نگرفته  نوری به چشم ما نمی رسد نتیجه می گیریم نور به خط راست منتشر می شود  . اتاق تاریک دور بین عکاسی ساده در اتاق تاریک که شبیه دور بین عکاسی قدیمی کار می کند ثصویر ایجاد شده در کاغذ پوستی وارونه ومشابه جسم   می باشد البته بنا به فاصله کوچکتر و وارونه خواهد بود.

 فعالیت (صفحه113)

سایه مشابه جسم است البته بنا به فاصله کوچک تر یا بزرگتر شده است. به اجسام از پشت شیشه کاملا مشخص هستند زیرا نور بخوبی از آن عبور می کند. اما کاغذ پوستی نیمه شفاف است نور هنگام عبور بطور نامنظم پخش می شود وجسم بطور واضح دیده نمی شود. اگر نور مستقیم منتشر نشود منطقه سایه واضح نبوده وسایه مشابه جسم  نخواهد بود.

 فکر کنید (صفحه113)

 اگر از جسم کدر نوری را از خود عبورندهد در پشت جسم منطقه ی تاریکی خواهیم داشت که سایه گفته می شوداگر نور مستقیم منتشر نشود سایه ی واضحی نخواهیم داشت.

 فکر کنید  (صفحه 114) کسوف و خسوف 

در یک نقطه ی زمین حدود 18 سا ل و 11ماه  یک بار کسوف وخسوف ایجاد می شود.

فعالیت (صفحه 115) 

در آینه و الومینیم صاف نور باز تاب منظم دارد ونور بطور منظم  وواضح روی سطحی دیده می شود ولی در سطح دیوار والومینیم چروکیده باز تاب نامنظم بوده ونور پخش شده وبخوبی دیده نمی شود.

آزمایش کنید (صفحه 116)

مشاهده می کنیم که همواره زاویه تابش با زاویه باز تاب برابر است .

خود را بیازمایید (صفحه 117) 

الف- زاویه باز تاب 25 درجه

ب- زاویه بازتاب صفر در جه 

ج- زاویه باز تاب 80 درجه است

 فعالیت (صفحه 117) تصویر در اینه تخت

الف- تصویر هم اندازه 

ب- مجازی

پ- چپ 

دو بار باز تاب در پیرابین داریم.

 آزمایش کانون آینه (صفحه 118)

 تصویر در اینه مقعر اگر جسم درفاصله ی بسیار دور از آینه قرار گیرد تصویر روی کانون خواهد بود قرار گیرد.

آزمایش کنید (صفحه 119)

تصویربزرگتر وارونه – حقیقی  در فاصله ی دورتر از فاصله شمع از اینه قرار می گیرد. 

اگر شمع را دور کنیم تصویر به اینه نزدیک می شود اندازه ی ان کوجکتر ووارونه وحقیقی خواهد شد.

فعالیت (صفحه 120)

تصویر در اینه کوژ همواره کوچک تر مستقیم ومجازی است.

فکر کنید (صفحه 120)

 میدان دید در آینه گوژ بیشتر از اینه معمولی واینه کاو می باشد.

آزمایش شکست نور در تیغه ی شیشه ای (صفحه 121)

نور عمود بر سطح شکسته نمی شود. پرتو خروجی موازی پرتو ورودی خواهد بود.

خود را بیازمایید (صفحه 122)

 محیط اول غلیظ تر از محیط دوم است چون از خط عمود فرضی  دور شده است.

فعالیت (صفحه 122)

در حالت اول،  یک  محیط هوا وجود دارد وشکستی نداریم ولی در حالت دوم نور هنگام خارج شدن از اب ووارد شدن به هوا می شکند واز خط عمود دور می شود دراثر شکست نور سکه دیده می شود.

خود را بیازمایید (صفحه 123)

الف– عمود نزدیک می شود  - دور می شود

ب- مانند شکل کتاب

فعالیت (123) تجزیه نور

نور در منشور بعد از دو باز شکسته شدن تجزیه شده وبه هفت رنگ تبدیل می شود.

فکر کنید (صفحه124)

بیشترین شکست مربوط به نور بنفش وکمترین شکست مر بوط به نور قرمز است.

فکر کنید (صفحه 125)

برای تعیین کانون عدسی همگرا منبع نور بسیار دور می باشد ونقطه ی نورانی روی پرده تصویر آن بوده این فاصله را فاصله ی کانونی می گویند.

عدسی هم گرا می تواند تصاویر مختلفی ایجاد کند هم مجازی بزرگتر  وحقیقی بزرگتریا کوچکتر 

خود را بیازمایید (صفحه 126)

در عدسی همگرا نور به سمت ضخامت بیشتر شیشه هدایت می شود.در عدسی واگرا نور به سمت خارج هدابت می شود. فعالیت در عدسی واگرا تصویر گوچکتر ومستقیم ومجازی دیده می شود.

فعالیت (صفحه 85)

آهن- نیکل – کبالت خاصیت مغناطیسی پیدا می کنند. مواد دیگر به راحتی اهن ربا نمی شوند.

فعالیت (صفحه 85)

 الف)خطوط مغناطیسی از اجسام نا رسانا عبور می کنند. می توانند مواد آهنی را جذب کنند.

ب) با نزدیک کردن آهن ربا میدان مغناطیسی باعث آهن ربا شدن قیچی شده قطب های نا همنام یکدیگر را می ربایند.

فعالیت (صفحه 86)

آهن ربای فرضی زمین جنوب مغناطیسی آن در شمال جغرافیایی زمین است قطب شمال یاب N آهن ربای ازاد در اثر جاذبه مغناطیسی به سمت شمال قرار می گیرد.

فعالیت (صفحه 86)

قطب های نا همنام یکدیگر را می ربایند وقطب های همنام همدیگر را می رانند.

فعالیت: ساخت اهن ربا به روش القاء : (صفحه 87)

- با نز دیک کردن آهن ربا میدان مغناطیسی باعث آهن ربا شدن سوزن شده قطب های نا همنام یکدیگر را می ربایند.

 فعالیت: ساخت آهن ربا به وسیله ی مالش (صفحه 88)

الف- مالش دهیم محل برداشته شدن اهن ربا قطب مخالف آن خواهد شدS اگر آهن ربایی را از طرف قطب  

ب- در اهن ربای حلقه ای سطح زیرین یک قطب ان وسطح رویی آن قطب دیگر خواهد بود اگر چیدمان قطب ها به سمت قطب هم نام باشد دافع داشته ومانند فنر عمل می کند.

آزمایش کنید (صفحه88 )ساخت آهن ربای الکتریکی

اگر سیملوله ای را بوسیله ی سیم رابط به جربن برق مستقیم باتری متصل کنیم در سیم لوله میدان مغناطیسی ایجاد شده اگر جهت جریان برق را عوض کنیم قطب های اهن ربای الکتریک عوض خواهد شد.

 اگر کلید را قطع کنیم آهن ربا خاصیت خود را ازدست می دهد.

فعالیت (صفحه 89) تشخیص قطب اهن ربای الکتریکی

 قطب های اهن ربای الکتریکی  را بوسیله ی اهن ربای معمولی می توان تشخیص دادقطب های همنام نیروی دافعه بر هم وارد می کنند

 برای قوی شدن آهن ربا تعداد دور سیم پیچ را زیاد می کنیم و تعداد باتری را  افزایش می دهیم.

 فعالیت (صفحه89) کابرد آهن ربای الکتریکی

در جرثقیل  از اهن ربای الکتریکی استفاده می شود اجسام آهنی سنگین را با آن بلند کرده وبا قطع جریان برق وسایل را در مکان مناسب می گذارند.

آزمایش کنید (صفحه 90) ساخت موتور الکتریکی به وسیله آهن ربای دائم وآهن ربای الکتریکی

اگر خطوط میدان مغناطیسی آهن ربای دائم بوسیله ی حرکت آ هنربای الکتریکی قطع شود در سیم جریان الکترون والکتریسیته را خواهیم داشت.

 آزمایش کنیدوفعالیت (صفحه 91) ساخت مولد الکتریکی ساده:

مانند آزمایش قبل با قطع شدن میدان مغناطیسی جریان برقی ایجاد می شود که می تواند لامپ را روشن کند.

فعالیت (صفحه 72)

در اثر مالش، یک جسم الکترون از دست داده مثبت شده وجسم دیگر الکترون می گیرد منفی میشود اجسامی که بار مثبت ومنفی دارند همدیگر را می ربا یند.

شانه پلاستیکی در اثر مالش دارای بار منفی می شود مولکول های آب نیز دارای یک سر مثبت هستند که جذب شانه می شوند.

 آزمایش کنید (صفحه 72)

در اثر مالش باد کنک پلاستیکی با پارچه ی پشمی باد کنک منفی وپارچه مثبت می شوند .بارهای منفی ومثبت جذب هم ودو بار منفی از هم رانده می شوند.

اجسامی که الکترون از دست می دهند مثبت شده واجسامی که الکترون می گیرند منفی می شوند .  

بار های منفی ومثبت بر هم نیرو وارد می کنند.

 آزمایش کنید (صفحه 73)

میله شیشه ای در اثر مالش مثبت شده دو میله شیشه ای در کنار هم نیروی دافعه دارند

ب- میله شیشه ای مثبت با میله پلاستیکی منفی نیروی جاذبه بر هم وارد می کنند

پ- میله پلاستکی در اثر مالش منفی شده دو میله در کنار هم نیروی دافعه دارند.

 آزمایش کنید (صفحه 74)

الکتروسکوپ وسیله ای برای تشخیص جسم باردارو تعیین نوع بارورسانایی اجسام میباشد.

اگر جسم بابار الکتریکی منفی یا مثبت را به کلاهک الکتروسکپ خنثی  نزدیک کنیم ورقه ها از هم دور می شونداگر ورقه های آن حرکت نکرد جسم رسانا بوده ودر اثر مالش در حالت عادی بدون پایه عایق بار دار نمی شود .

3-اگر میله ی پلاستیکی منفی را به الکتروسکوپ تماس دهیم الکترون ها به الکتروسکپ رفته وبار آن منفی می شودبا نز دیک کردن میله ی مثبت ورقه ها به هم نزدیک می شوند 

وبا نز دیک کردن میله ی منفی ورقه های الکتروسکوپ  منفی ورقه ها از هم دور می شوند.

 گفت و گو کنید (صفحه 75)

در حالت عادی تعداد الکترون با پروتون برابر است پس اتم خنثی است.

 فعالیت (صفحه 75)

 اجسامی که تجمع بارمنفی در سطح خود دارند مانند شیشه الکترون از دست میدهندمثبت می شوندو اجسامی که تجمع بار مثبت در سطح خود دارند مانند پلاستیک ها الکترون می گیرند ومنفی می شوند

پروتون در داخل هسته است با جاذبه زیاد اجازه حرکت ندارد.

 فعالیت (صفحه 75)

رسانا : سکه- مغز مداد – قاشق دارای الکترون ازاد هستند ورسانای جریان برق. لامپ روشن می شود

 لوله خودکار –چوب خشک –شیشه پلاستیک الکترون ازاد ندارند ورسانای برق نیستند لامپ روشن نمی شود

وجود الکترون ازاد برای حرکت ورسانایی لازم است.

 آزمایش کنید (صفحه 77)

در اثر نزدیک کردن میله پلاستیکی منفی، و اثر نیروی دافعه ، الکترون منفی دور شده یک کره مثبت وکره دور تر منفی می شود با دور کردن کره ی ب وبعد با  دور کردن کره آ کره های  فلزی به روش القائ ونزدیک کردن، بار دار می شوند.

اطلاعات جمع آوری کنید (صفحه 78)

 برق گیر از جنس مس با ضخامت زیاد است که در بالای ساختمان نصب می شود تا در اثر صاعقه بارا لکتریکی زیاد را به زمین منتقل کند واین برق وارد ساختمان نشودووسایل برقی اسیب نبینند.

  فعالیت (صفحه 77)

شانه منفی در نزدیکی کاغذ مولکولهای کاغذ را قطبی کرده یعنی یک سمت آن مثبت شده وجذب شانه می شود.

آزمایش کنید (صفحه 79)

باتری انرژی لازم برای حرکت الکترون را به مدار می دهد  سیم مسی رسانای خوبی برای الکترون می باشد

لامپ الکترون ها را دریافت کرده وتبدیل به نور وگرما می کند.

جريان الكتريكي در واقع همان حركت بارهاي الكتريكي است.

مزایای انرژی الکتریکی

1- اين انرژي به آساني به انرژي هاي ديگر مانند گرما، انرژي مكانيكي، صوت و نور تبديل مي شود.
2- انرژي الكتريكي را به سهولت مي توان قطع يا برقرار كرد.

شدت جريان الكتريكي

 نسبت بار الكتريكي شارش شده از هر مقطع مدار به زمان شارش بار، يعني آهنگ شارش بارالكتريكي را شدت جريان الكتريكي مي گويند. شدت جريان الكتريكي را با نماد I نشان مي دهند و يكاي آن آمپر است.

q= مقدار بار الكتريكي عبوري از مدار بر حسب كولن (C)

t = مدت زمان شارش بار الكتريكي برحسب ثانيه (S)

I = شدت جريان برحسب آمپر (A)

شدت جريان هر مدار با وسيله اي به نام آمپرسنج بر حسب يكاي آمپر اندازه گيري مي شود. آمپر سنج هميشه در مدار به شكل سري (متوالي) با بقيه اجزاي مدار قرار مي گيرد.تجربه نشان مي دهد كه اگر ولتاژ مولد جريان الكتريكي در يك مدار افزايش يابد، مقدار جريان الكتريكي در مدار به همان نسبت افزايش مي يابد.

انواع جريان الكتريسيته:

1- جريان مستقيم (DC):جريان مستقيم هميشه در يك جهت حركت مي كند.

2-جريان متناوب(AC):جهت جريان متناوب در هر ثانيه بارها تغيير مي كند(برای مثال جهت جریان برق شهری 50 بار در ثانیه تغییر می کند).

مدار الکتریکی :

براي آنكه جريان الكتريكي برقرار بماند، بار به يك مسير بسته نياز دارد تا در آن شارش كند. مسيري كه بارها در آن حركت مي كنند. «مدار الكتريكي» ناميده مي شود.

** براي نمايش قطعه هاي متداولي كه در مدارهاي الكتريكي به كار مي روند، از نمادهاي ويژه اي استفاده مي شود.

 هر مدار الكتريكي ساده، شامل يك مولد،لامپ، كليد و سيم هاي رابط است. هرگاه در مدار كليد بسته شود جريان الكتريكي برقرار مي شود و لامپ روشن مي شود.

اختلاف پتانسيل الكتريكي (فشار الکتریکی)

مقدار کاری که باید انجام شود تا مقداری بار به حرکت در آید. اختلاف پتانسيل الكتريكي، عامل ايجاد جريان الكتريكي در مدار است. يعني براي ايجاد جريان در يك مدار، بايد توسط يك مولد، بين دو سر مدار، اختلاف پتانسيل برقرار كنيم، جريان الكتريكي همواره از جسمي كه پتانسيل الكتريكي بيش تري دارد به جسمي كه پتانسيل كمتري دارد مي باشد. اختلاف پتانسيل الكتريكي را با علامت V نشان مي دهند و واحد آن ولت (V) است. اختلاف پتانسيل الكتريكي بين دو نقطه را با وسيله اي به نام "ولت سنج" اندازه مي گيريم. ولت سنج همواره در مدار به شكل موازي با بقيه اجزاي مدار قرار مي گيرد.

اختلاف پتانسیل = کار ÷ بار الکتریکی

مولد 

در يك مدار الكتريكي، در صورتي كه مدار به درستي بسته شده باشد؛ جريان الكتريكي به وجود مي آيد و لامپ روشن مي شود. براي به وجود آمدن جريان الكتريكي وجود قوه يا باتري ضروري است. به قوه و باتري مولد جريان الكتريكي گفته مي شود. در يك مولد صورتي از انرژي به انرژی الكتريكي تبديل مي شود. مولدها انواع متفاوتي دارند:

1- پيل شيميايي: در پيل هاي شيميايي، انرژي حاصل از يك واكنش شيميايي به انرژي الكتريكي تبديل مي شود. هر پيل ساده از دو ميله غير هم جنس رسانا تشكيل يافته كه در محدوده اي از اسيد يا باز يا نمك كه به آن الكتروليت مي گويند فرو برده شده است. يك پيل ساده از دو تيغه رسانا (الكترودهاي) متفاوت مس و روي ساخته شده است كه در درون آن محلول رقيق سولفوريك اسيد قرار دارد. وقتي دو تيغه بايك رشته سيم به هم متصل شوند روي در اسيد حل مي شود و جريان الكترون ها در سيم از روي به طرف سيم برقرار مي شود.در شکل زیر تيغه ي روي را كه داراي بار منفي است قطب منفي يا الكترود منفي و تيغه مس را كه بارالكتريكي مثبت است قطب مثبت يا الكترود مثبت مي نامند.

2- پيل خشك:پيل هايي كه در چراغ قوه مورد استفاده قرار مي گيرند، پيل خشك مي نامند. ظرف محتوي الكتروليت از روي ساخته شده است كه خود قطب منفي پيل را تشكيل مي دهد. قطب مثبت آن ميله اي از جنس كربن است. الكتروليت آن خميري از آمونيوم كلريد (نشادر) و يك ماده ژلاتيني است. براي جلوگيري از خشك شدن خمير قسمت بالاي پيل را با يك ورقه فيبر توسط قير كاملا مسدود مي كنند. 

** بیشترین اختلاف پتانسیلی که توسط یک مولد ایجاد می شود نیروی محرکه مولد (e) نامیده می شود.

مقاومت الكتريكي:

وقتي يك رسانا را به مولد وصل مي كنيم، اختلاف پتانسيل الكتريكي مولد، باعث مي شود كه الكترون هاي آزاد، در مدار حركت مي كنند. در واقع مولد به الكترون هاي آزاد موجود در رسانا انرژي مي دهد. با تبديل انرژي پتانسيل به انرژي جنبشي الكترون ها در رسانا به حركت در مي آيند الكترون ها ضمن حركت در رسانا با اتم های سیم برخورد كرده و در نتيجه رسانا گرم مي شود. اين عمل مرتبا تكرار مي شود يعني مولد به الكترون ها انرژي مي دهد و انرژي الكترون ها در برخورد با ذره هاي مرتعش رسانا به گرما تبديل مي شود. مقاومت رسانا در مقابل حركت الكترونها را "مقاومت الكتريكي" رسانا مي گويند. مقاومت يك رساناي فلزي در دماي ثابت به عوامل زير بستگي دارد:

1- طول رسانا:
هر چه طول سيم بلند تر باشد مقاومت الكتريكي آن بيش تر است. به عبارت ديگر مقاومت الكتريكي باطول سيم رابطه مستقيم دارد. طول سيم را با L نمايش مي دهند و يكاي اندازه گيري آن متر است.

2- سطح مقطع رسانا:
مقاومت الكتريكي سيم هاي نازك بيش تر از سيم هاي كلفت است. به عبارت ديگر مقاومت الكتريكي با سطح مقطع سيم رابطه عكس دارد. سطح مقطع سيم را با A نمايش مي دهند و يكاي اندازه گيري آن مترمربع است.

3- جنس رسانا (مقاومت ويژه):
مقاومت ويژه را با ρ نمايش مي دهند و يكاي اندازه گيري آن اهم متر (Ω .m)است.
                                                                  

R مقاومت الكتريكي است. واحد مقاومت به افتخار خدمات علمي (گئورك زيمون اهم) نامگذاري شده است و نماد آن Ω (امگا) مي باشد.
مقاومت الكتريكي رسانا را با وسيله اي به نام "اهم متر" اندازه مي گيرند.

قانون اهم

طبق قانون اهم برای یک رسانا نسبت اختلاف پتانسیل(V) به شدت جریان (I) در دمای ثابت همواره مقداری ثابت و برابر مقاومت آن ماده است.

** مقاومت الكتريكي يك رسانا با تغيير دما تغيير مي كند. در رساناهاي فلزي افزايش دما سبب افزايش مقاومت ويژه و در نتيجه افزايش مقاومت رسانا مي شود.

مثال: به دو سر يك لامپ اختلاف پتانسيل 220 ولت وصل است. اگر شدت جريان در لامپ برابر 5/0 آمپر باشد مقاومت الكتريكي لامپ چند اهم است؟

اتصال پيل ها

1- اتصال سري (متوالی) :اگر قطب مثبت هر پيل به قطب منفي مجاورش متصل شود اتصال را سري همسو مي نامند و جهت جريان هايي كه پیل ها به مدار می فرستند همسو است.

 ...+v= v₁+v₂

**در صورتي كه يك يا چند پیل در خلاف جهت ساير پيل ها قرار داشته باشند، نيروي محركه آن هارا از بقيه كم مي كنيم.

2-اتصال موازي : در اين اتصال قطب هاي همنام پيل ها دوبه دو به هم وصل شده اند و ولتاژ دو سر همه پيل ها مساوي است.

... = v = v₁ =v2 

به هم بستن مقاومت ها
1- مقاومت هاي متوالي: hگر چند مقاومت مانند R1و R2و R3يكي به دنبال ديگري بسته شود به طوريكه از همه آن ها شدت جريان I بگذرد، مي گوييم كه مقاومت ها به طور متوالي به هم بسته شده اند، در اين صورت مقاومت معادل از مجموع اين مقاومت ها به دست مي آيد.

R=R1+R2+R3

در مقاوت هاي سري شدت جريان در طول مسير يكسان است. پس I1=I2=I3
اما ولتاژ معادل برابر است با: V=V1+V2+V3

2- مقاومت هاي موازي:مقاومت ها را در صورتي موازي مي گويند كه هر يك از آنها بين دو نقطه از يك مدار بسته شود.
اختلاف پتانسيل دو سر همه مقاومت هاي موازي يكي است ولي جريان كل مدار بين آنها تقسيم مي شود.

مقاومت معادل از رابطه ي زير به دست مي آيد:

اختلاف پتانسيل دو سر همه مقاومت هاي موازي يكسان است پس V1=V2=V3
در مقاومت هاي موازي جريان بين مقاومت ها تقسيم مي شود پس I=I1+I2+I3

واژه الكتريسيته از نام يوناني «الكترون» به معناي «كهربا» گرفته شده است. براي بررسي الكتريسيته، ابتدا بايد با كميتي به نام «بار الكتريكي» آشنا شويم.

وقتي ميله اي پلاستيكي را با پارچه پشمي مالش مي دهيم، به علت مالش ميله به پارچه، در ميله تغييري ايجاد مي شود و ميله خاصيت جديدي را پيدا مي كند. از اين رو تكه هاي كوچك كاغذ را جذب  مي كند. در اين صورت مي گوييم ميله داراي بار الكتريكي شده است. در واقع مالش سبب ايجاد بار الكتريكي در اجسام مي شود و علت آن جا به جایی الکترون ها بین میله و پارچه است.

دو نوع بار الكتريكي وجود دارد.بنجامین فرانكلين فيزيكدان آمريكايي براي تشخيص بارهاي الكتريكي از يكديگر آن ها را منفی و مثبت نامگذاري كرد. پروتون ها در هسته اتم بار مثبت و الکترون ها بار منفی دارند. نوترون ها بدون بار تلقی می شوند.

دو قاعده ي اساسي الكتريسيته درباره نيروهايي كه دو جسم باردار به يكديگر وارد مي كنند:

1- دو جسم كه بار الكتريكي همنام دارند(هر دو منفي، يا هردو مثبت) بر يكديگر نيروي رانشي وارد مي كنند.                               

2- دو جسم كه بار الكتريكي غير همنام (يكي منفي و ديگري مثبت) دارند، بر يك ديگر نيروي ربايشي وارد مي كنند.

مقدار بار الكتريكي پروتون و الكترون يكسان است. بار الكتريكي الكترون و پروتون كه كوچكترين بارالكتريكي به شمار مي آيد بار پايه ناميده مي شود و با نماد e نمايش داده مي شود. يكاي اندازه گيري بارالكتريكي كولن (c) نام دارد و مقدار آن برابر است با:      

e = ۱/۶ x ۱۰^-۱۹ C               

بار الكترون با e- و بار پروتون با e+ نشان داده مي شود.

در يك اتم در حالت عادي پروتون ها هميشه با تعداد الكترون ها برابر است،در نتيجه، چون اتم در حالت عادي داراي دو نوع بار الكتريكي مثبت و منفي به مقدار مساوي است، اتم از نظر بارالكتريكي خنثي است.

اتم چگونه داراي بار الكتريكي مي شود:

الف) اگر از اتم، الكتروني جدا شود، چون تعداد پروتون هاي آن از تعداد الكترونهايش بيش تر مي شود. داراي بار الكتريكي مثبت مي شود.

ب) اگر تعدادي الكترون به يك اتم افزوده شود، چون تعداد الكترونهاي آن از تعداد پروتون هايش بيش تر  مي شود. داراي بارالكتريكي منفي مي شود.

نكته: اگر جسمي بر اثر دادن يا گرفتن الكترون، بار الكتريكي پيدا كند مي توان نوشت: q=n.e

q = بارالكتريكي بر حسب كولن

 n= تعداد الكترونهاي مبادله شده

 e= بار هر الكترون

** باردار شدن اتم ها فقط از طريق انتقال الكترون انجام مي شود و پروتون ها در اين كار نقشي ندارند، زيرا پروتون ها ذرات سنگيني هستند كه با نيروي بسيار زيادي در هسته ي اتم نگه داشته شده اند و نمي توان آن ها را به راحتي الكترون از اتم جدا كرد.

نیروی الکتریکی

نيرويي كه اجسام داراي بار به يكديگر وارد مي كنند، نيروي الكتريكي مي ناميم که گاهي ربايشي و گاهي رانشي است.

نیرو ی بین دو بارالکتریکی = ثابت کولن × حاصل ضرب دو بار ÷ مجذور فاصله

پايستگي بار الكتريكي

مي دانيم كه براي بارداركردن يك جسم بايد تعدادي الكترون به آن بدهيم و يا از آن بگيريم. در اين مبادله  الكترون ها، هيچ گاه الكتروني توليد نمي شود و يا از بين نمي رود بلكه الكترون ها تنها از جسمي به جسم ديگر منتقل مي شوند. لذا با توجه به اينكه الكترون داراي مقدار معيني بار الكتريكي است، مي توان گفت:

"بار الكتريكي به وجود نمي آيد و از بين نمي رود، بلكه از جسمي به جسم ديگر منتقل مي شود."

اين اصل "پايستگي بار الكتريكي" ناميده مي شود.

مواد جامد را بر اساس رساناي الكتريكي آن به سه گروه رسانا، نيمه رسانا و نارسانا تقسيم بندي می کنند:د

1- رسانا :در بعضي از مواد جامد الكترونهاي آخرين لايه هر اتم (الكترونهاي آزاد) مي توانند به آساني با گرفتن اندكي انرژي از اتم خود جدا شده و در داخل ماده جامد آزادانه جابه جا شوند. جابه جايي الكترون موجب رسانش الكتريكي ماده مي شود. اين گونه مواد را رساناي الكتريكي مي ناميم. جسم هايي مانند مس و ساير فلزات كه به علت داشتن الكترون آزاد، بار الكتريكي درون آن ها شارش مي كند رسانا مي نامند.

2- نارسانا : در مواد جامد ديگر، الكترون ها براي رها شدن از اتم يا مولكول خود، انرژي زيادي لازم دارند و چون معمولا اين انرژي را به دست نمي آورند نمي توانند آزادانه جابه جا شوند، اين گونه مواد را نارساناي الكتريكي (عايق يا دي الكتريك) مي نامند.

جسم هايي مانند ميله پلاستيكي و شيشه اي كه الكترون ها نمي توانند در آن ها آزادانه حركت كند و در نتيجه بار الكتريكي را از خود عبور نمي دهند، نارسانا مي نامند.

3- نیم رسانا : دسته ديگري از مواد وجود دارند كه در آن ها مقدار كمي الكترون به دليل ارتعاش هاي گرمايي يا عوامل ديگر، انرژي لازم براي رها شدن را به دست مي آورند و در رسانش الكتريكي شركت مي كنند. اين مواد را نيمه رسانا مي ناميم. سيليسيوم وژرمانيوم از اين گروه مواد هستند. از نيم رسانا در ساختمان ديود، ترانزيستور و مدارهاي الكتريكي استفاده مي شود.

**وقتي به يك جسم نارسانا بار التريكي داده مي شود، بار در محل داده شده بـه جـسـم باقي مي ماند و در جسم جابه جا نمي شود ولي وقتي به جسم رسانا بارالكتريكي داده مي شود آن بارالكتريكي در محل داده شده ساكن نمي ماند و در سطح خارجی جسم توزيع مي شود. در يك جسم رساناي باردار در مكان هاي برجسته و تيز, تجمع بار بيش تر از ساير نقاط است.

الكتروسكوپ، آشكار ساز الكتريكي:

الكتروسكوپ وسيله اي است داراي يك ورقه ي طلا يا آلومينيوم كه روي يك تيغه فلزي قرار دارد. تيغه فلزي به يك كلاهك رسانا متصل شده است كه مجموع كلاهك، تيغه ي فلزي و ورق طلا در يك قاب عايق دارد.

الكتروسكوپ برای پاسخ به موارد زير مورد استفاده قرار مي گيرد:

1- آيا جسم داراي بار الكتريكي است؟

2- جسم چه نوع باري دارد؟

3-جسم رساناست يا نارسانا؟

1) تشخيص وجود بار در اجسام به وسيله الكتروسكوپ

جسم را به آرامي به كلاهك الكتروسكوپ بدون باري نزديك مي كنيم و نزديك كلاهك نگاه می داريم. اگر جسم داراي بار الكتريكي باشد،با نزديك كردن آن الكترونهاي آزاد الكتروسكوپ تحت تاثير نيروهاي رانش و ربايش آن جابه جا شده و ورقه ها بارهاي همنام پيدا مي كنند و از هم جدا مي شوند. در صورتيكه جسم بدون بار الكتريكي باشد در ورقه ها هيچ تغييري مشاهده نمي شود.

2) تعيين نوع بارالكتريكي جسم

اگر الكتروسكوپ داراي بارالكتريكي باشد، وقتي ميله اي با بارالكتريكي غير هم نام به كلاهك الكتروسكوپ نزديك كنيم، زاويه دو ورقه طلا كم مي شود و اگر ميله اي با بار الكتريكي هم نام به كلاهك الكتروسكوپ نزديك كنيم، زاويه دو ورق طلا زياد مي شود. 

3)جسم رساناست يا نارسانا

براي آنكه تعيين كنيم جسم رساناست يا نارسانا، هرگاه آن را به كلاهك الكتروسكوپ باردار تماس دهيم، اگر جسم رسانا باشد، قسمتي از بارهاي الكتريكي الكتروسكوپ به جسم منتقل شده و فاصله، دو ورقه طلا از هم كم مي شود و اگر جسم نارسانا باشد، بارالكتريكي به جسم منتقل نشده و فاصله ي ورقه ها از هم تغييري نمي كند.

ايجاد بار در الكتروسكوپ :

1- ايجاد بار توسط تماس:

وقتي ميله اي باردار را به كلاهك الكتروسكوپ تماس مي دهيم، قسمتي از بارهاي الكتريكي به كلاهك دستگاه منتقل مي شود.

در اين صورت الكتروسكوپ داراي بارالكتريكي مي گردد و بارهاي الكتريكي در آن پخش مي شود و ورقه هاي طلا داراي بارهاي الكتريكي هم نام شده و يكديگر را دفع مي كنند و از هم دور مي شوند.

2- ايجاد بار توسط القاء:

اجسام رسانا در اثر مالش باردار مي شوند اما بار آن ها به راحتي مي تواند به دست ما انتقال يابد و در آن ها باقي نمي ماند. معمولا در اجسام رسانا از روش القا استفاده مي شود. در اين روش يك جسم رسانا را بدون تماس با آن باردار مي كنيم.

  مراحل باردار كردن يك كره رسانا از طريق القا:         

الف) با نزديك ميله پلاستيكي باردار الكترونهاي آزاد كره به سمت راست حركت كرده و در سمت چپ كره بار مثبت به وجود مي آيد.

ب) با تماس كره به زمين، الكترونهاي آزاد از كره به زمين جاري مي شوند و بارهاي مثبت به دليل جاذبه بارهاي منفي ميله پلاستيكي جابه جا نمي شوند.

پ) تماس كره با زمين قطع مي شود(در مجاورت ميله باردار)

ت) با دور كردن ميله پلاستيكي از كره بارهاي مثبت در سطح كره پخش مي شوند.

آذرخش (صاعقه):

ابرها به علت مالش به هوا يا كوه هاي بلند و يا القاي الكتريكي، داراي بارمثبت و يا منفي مي شوند. در بيش تر موارد، قسمت رو به پايين ابر (نزديك زمين) داراي بارمنفي و قسمت بالاي آن داراي بار مثبت   مي شود، اگر دو ابر چنان به هم نزديك شوند كه قسمت هايي از آن ها كه داراي بارهاي ناهمنام است، مجاور هم قرار گيرند، امكان دارد تخليه الكتريكي بين دو ابر صورت گيرد، كه معمولا با جرقه هاي بزرگ توليد گرما و صدا همراه است.
اين عمل را تخليه الكتريكي مي نامند. به تخليه ي الكتريكي بين ابروزمين «آذرخش يا صاعقه» گفته مي شود.

برق گير يا رساناي آذرخش

آذرخش پديده ي بسيار خطرناكي است. زيرا در اثر شارش ناگهاني و بسيار عظيم بارالكتريكي انرژي زيادي را آزاد مي كند. اين پديده مي تواند به ساختمان ها و ... خسارت هاي جدي وارد سازد.

براي حفاظت ساختمان ها در برابر آذرخش، از وسيله اي به نام برق گير استفاده مي كنند.

برق گير كابل ضخيمي با نوك تيز است. قسمت نوك تيز برق گير را در بالاترين نقطه ي ساختمان نصب  مي كنند و انتهاي كابل آن را در اعماق مربوط به زمين قرار مي دهند، تيزي نوك كابل سبب مي شود كه در صورت به وجود آمدن آذرخش، خسارتي به ساختمان وارد نشود.