K ve L kürelerinden K(+), L(-) yüklü iken yük dağılımları Şekil 1’deki gibidir.
Küreler birbirinin etki alanına kadar yaklaştırıldığında yük dağılımları Şekil 2’deki gibi olduğuna göre, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) İki küre de iletkendir.
B) İki küre de yalıtkandır.
D) K iletken, L yalıtkandır.
Elektrostatik İndüksiyon ve İletken-Yalıtkan Madde Özellikleri
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: İletken maddelerde serbest yükler elektriksel kuvvet etkisiyle cisim üzerinde serbestçe hareket ederek kutuplanabilirken, yalıtkan maddelerde serbest elektron bulunmadığı için yükler hareket edemez ve bölgesel olarak sabit kalır.
ÇÖZÜM VE SEÇENEK ANALİZİ
Şekil 1’de tek başlarınayken her iki kürede de yükler homojen dağılmıştır. Şekil 2’de küreler birbirinin etki alanına getirildiğinde:
- K Küresi: (+) yüklü olmasına ve L’deki (-) yüklerin çekim alanında bulunmasına rağmen yük dağılımı değişmemiş, yükler tüm yüzeyde ilk durumdaki gibi homojen kalmıştır. Yükler hareket edemediği için K yalıtkandır.
- L Küresi: (-) yükler, K küresinin uyguladığı çekme kuvvetinin etkisiyle K’ye bakan sol tarafta toplanmıştır (kutuplanmıştır). Yükler etkiyle elektriklenme sonucu serbestçe hareket edebildiği için L iletkendir.
Buna göre seçenekler incelendiğinde:
- A) İki küre de iletkendir ifadesi yanlıştır; K küresinde yük hareketi gerçekleşmemiştir.
- B) İki küre de yalıtkandır ifadesi yanlıştır; L küresindeki yükler yer değiştirmiştir.
- C) K yalıtkan, L iletkendir ifadesi doğrudan Şekil 2’deki yük dağılımını açıklar ve doğrudur.
- D) K iletken, L yalıtkandır ifadesi gözlenen durumun tam tersidir, yanlıştır.
CEVAP: C) K yalıtkan, L iletkendir.
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Etkiyle elektriklenmede bir cismin kutuplanabilmesi (yüklerin bir tarafta toplanabilmesi) serbest elektron hareketine bağlıdır. Yüklerin yer değiştiremediği cisimler elektrostatikte her zaman yalıtkan olarak tanımlanır.