טעינה על-ידי הפרדת מטענים

שלמה רוזנפלד, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.

תאור הפעילות

הניסוי מתאר טעינה על-ידי הפרדת מטענים. דף העבודה ינחה אותך בניתוח ובהבנת סרטון זה. מדי פעם תתבקש לעצור את הסרטון ולענות על שאלות. באפשרותך לעצור את הסרטון על-ידי לחיצה על עכבר שמאל המוצב על כפתור ה play. לחיצה נוספת על עכבר שמאל תפעיל שוב את הסרטון מהנקודה שבה עצרת אותו. לחיצה על עכבר שמאל המוצב על כפתור stop תחזיר את הסרט להתחלה. שעון הממוקם מתחת לחלון תצוגת הסרט מציג את משך הזמן שחלף מתחילת הניסוי.

אפיון הפעילות

בהיבט הסילבוס
אלקטרומגנטיות, חוק קולון והשדה האלקטרוסטטי:
1.1 תופעות חשמליות (הצגה איכותית בלבד)
    - השראה אלקטרוסטטית
    - מוליך טעון בשיווי משקל אלקטרוסטטי
    - שימור המטען החשמלי
1.3 השדה האלקטרוסטטי
    - עיקרון הסופרפוזיציה והשימוש בו לחישוב שדות חשמליים (איכותי)

בהיבט דידקטי
1. הדגמת התופעה של טעינה באמצעות מגע
2. הדגמה של הפרדת מטענים באמצעות השראה אלקטרוסטטית
3. הדגמת עקרון הפעולה של אלקטרוסקופ
4. שימוש איכותי בחוק קולון להסבר תופעות אלקטרוסטטיות.
5. הדגשת העקרונות המרכזיים : השדה החשמלי במצב שיווי משקל במוליך שווה לאפס, חוק שימור המטען החשמלי.

הערות והמלצות דידקטיות

1. מומלץ לבצע את הפעילות בהמשך להדגמת התופעה של טעינה על ידי השראה בכיתה. במידה ולא בוצעה ההדגמה, יכול הסרטון להחליף אותה.
2. ניתן להציג את הסרטון בהתחלת לימודי האלקטרוסטטיקה אך הפעילות במלואה מתאימה להשתלב לאחר הכרת חוק גאוס וההבנה שהשדה החשמלי בתוך מוליך במצב שיווי משקל, שווה לאפס.
3. פעילות זו הינה פעילות מפתח ורצוי מאד לקיים אותה.
4. משך הפעילות הוא כ- 45 דקות
5. מומלץ לקיים את הפעילות במלואה, כולל דיון בין התלמידים בקבוצות קטנות. במידה ורוצים לחסוך זמן, ניתן לתת לכל קבוצת תלמידים לדון בשאלה אחרת בסעיף 3 ולקיים דיון כיתתי שבו תוצגנה התשובות לכל השאלות בסעיף.
6. ניתן גם להציע שאלות נוספות לסעיף 3 כמו: האם ניתן/כיצד ניתן לגרום לסטייה של מחט האלקטרוסקופ אם ברשותנו אך ורק כדור מוליך אחד.
7. בכל תופעה נדונה יש להדגיש את העקונות העומדים מאחורי הפרדת המטענים: השדה האלקטרוסטטי במוליך במצב שיוו משקל שווה לאפס וחוק שימור המטען החשמלי.

הערות והמלצות טכניות

1. ניתן להשתמש לצפיה בסרטון MediaPlayer .
2. נפח הסרטון הוא 6.63MB, לא מהווה בעיה באינטרנט מהיר, אך יכול להיות בעיתי באינטנט איטי.