Şekildeki nötr iletken K ve L küreleri birbirine temas halindedir. Pozitif yüklü bir çubuk K küresine yaklaştırıldığında, küreler arasındaki temas kesilmeden önce L küresi uzaklaştırılıyor.
Bu işlemler sonucunda K ve L kürelerinin yük işaretleri için ne söylenebilir?
A) K pozitif, L negatif yüklüdür.
B) K negatif, L pozitif yüklüdür.
C) Her ikisi de pozitif yüklüdür.
D) Her ikisi de negatif yüklüdür.
Bu soruda, elektrostatik indüksiyon (etki ile elektriklenme) prensibini kullanarak nötr iletken kürelerin nasıl yüklendiğini adım adım inceleyelim:
- 1. Başlangıç Durumu: K ve L küreleri nötrdür ve birbirine temas halindedir. Nötr olmak, içlerinde eşit sayıda pozitif yüke (proton) ve negatif yüke (elektron) sahip oldukları anlamına gelir. İletken oldukları için, içlerindeki serbest elektronlar kolayca hareket edebilir. Küreler temas halinde olduğu için, bu aşamada tek bir büyük iletken gibi davranırlar.
- 2. Pozitif Yüklü Çubuğun Yaklaştırılması: Pozitif yüklü bir çubuk K küresine yaklaştırıldığında, çubuk iletken sistemdeki serbest elektronları (negatif yükleri) kendine doğru çekecektir. Pozitif yükler (protonlar) atom çekirdeklerinde sabit olduğu için hareket etmez, sadece elektronlar hareket eder.
- 3. Yüklerin Yeniden Dağılımı: Pozitif yüklü çubuk, iletken sistemdeki serbest elektronları (negatif yükleri) kendine doğru çeker. Bu elektronlar, K küresine doğru hareket ederek K küresinin çubuğa yakın tarafında toplanır ve K küresini net olarak negatif yükler. Elektron kaybeden L küresi ise, geride kalan sabit pozitif yükler (protonlar) nedeniyle net olarak pozitif yüklenir. Bu durumda, çubuk hala yakındayken, K küresi negatif, L küresi ise pozitif yüklüdür.
- 4. Kürelerin Temasının Kesilmesi: Pozitif yüklü çubuk hala K küresinin yakınındayken, K ve L kürelerinin teması kesilir. Bu işlem, K küresindeki fazla elektronları ve L küresindeki elektron eksikliğini "kilitler". Yani, K küresi negatif yükünü, L küresi ise pozitif yükünü koruyarak birbirinden ayrılır.
- 5. Çubuğun Uzaklaştırılması: Küreler birbirinden ayrıldıktan sonra pozitif yüklü çubuk uzaklaştırılır. Bu aşamada, K ve L küreleri artık birbirinden bağımsız ve yalıtılmış durumdadır. Dolayısıyla, çubuğun uzaklaştırılması, ayrılmış kürelerin yük işaretlerini değiştirmez.
Sonuç olarak, K küresi negatif yüklü, L küresi ise pozitif yüklü olur.
Cevap B seçeneğidir.
