Věda a technika v pozadí
Elektrické blešky

Historie

Řečtí filozofové tuto vlastnost jantaru vysvětlovali jako projev „duše“ jantaru, probuzený jeho třením. Stejný jev pozorovali i Arabové u gagátového uhlí (lesklý druh hnědého uhlí lasturovitého lomu), které přitahovalo stébélka slámy.

Jantar. 
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

K těmto pokusům se v druhé polovině 16. století vrátil lékař anglické královny William Gilbert. Prováděl pokusy, při kterých zjistil, že i jiné látky získávají třením schopnost přitahovat drobná tělíska a lehké předměty. Tyto jevy nazval elektrické (z řeckého elektron = jantar). První představu o dvojí povaze elektřiny předložil v roce 1733 Charles de Cisternay Du Fay. Představoval si, že existuje elektřina sklová a pryskyřicová. Stejné elektřiny se odpuzují a různé se přitahují. K podobným výsledkům dospěl i Otto von Guericke, který se při nabíjení své elektriky nabil sám opačným nábojem a pak ke svému nosu přitahoval různé předměty.

Kolem roku 1750 označil Benjamin Franklin oba druhy elektřiny za kladné a záporné. Klidně mohl zvolit jiné protikladné označení. Jeho teorie se nazývá fluidová, protože byla založena na existenci jednoho fluida, které je obsaženo v přiměřeném množství v každém tělese. Při elektrování třením se část fluida přenáší z jednoho tělesa na druhé, takže jedno má méně a druhé více fluida. Elektřina, která vzniká třením tyče z olovnatého skla amalgamovanou kůží nebo hedvábím, se nazvala kladná. Elektřina, která vzniká třením tyče z ebonitu (tvrdého kaučuku) srstí, se nazvala záporná. 

Elektrostatické přitahování.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Stephen Gray dokonce dokázal vést elektřinu (tedy elektrický náboj) na čím dál větší vzdálenosti. V roce 1729 použil konopný provaz několik desítek metrů dlouhý, zavěšený na hedvábných vláknech, který vedl od třené skleněné koule ke kouli slonovinové, na které se projevovalo přitahování a odpuzování. Robert Boyle zjistil, že elektrická a neelektrická tělesa se navzájem přitahují. Souhlasně nabitá tělesa se odpuzují a opačně nabitá tělesa se přitahují.

Teorie

Třou–li se dvě tělesa z různých materiálů, nabíjí se při oddálení od sebe stejně velkými povrchovými náboji, přičemž jedno těleso se nabije kladně, druhé záporně. Pro izolanty je tento jev nejvýraznější. Platí pravidlo, že izolant s větší permitivitou získá při elektrování dotykem nebo třením kladný náboj, zatímco izolant s menší permitivitou získá záporný náboj.

Způsob nabíjení různých materiálů při tření.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons. 

Mírou elektrování těles je elektrický náboj, který značíme Q, jednotkou je coulomb (C). Kladný i záporný elementární elektrický náboj jsou co do velikosti stejné, liší se pouze znaménkem e = 1,6 ∙ 10^-19 C. Jsou to nejmenší elektrické náboje, dále již nedělitelné. Z velkého počtu pokusů plyne, že elektrický náboj je nevytvořitelný, ale také nezničitelný a že v přírodě je celkový počet kladných elementárních nábojů stejný jako celkový počet záporných elementárním nábojů – příroda je elektricky neutrální, tzn. platí zákon zachování elektrického náboje.