Електричний заряд в природі: деякі цікаві факти
Чи все ми знаємо про таку величину, як електричний заряд? Після того як стародавні греки здогадалися про його існування, минуло неабияка кількість століть. У наш час електричний заряд і його властивості докладно розписані в електростатики і електродинаміки, а закон Кулона і формулу, за якою можна обчислити силу взаємодії між зарядженими частинками, знає практично кожен школяр. Втім, природа все ще примудряється підносити людині деякі сюрпризи, про деякі з них ми і хочемо вам розповісти.
Коротка довідка
Електричним зарядом називають фундаментальну фізичну величину, що визначає силу електричних взаємодій. У сучасному уявленні він знаходиться в одному ряду з такими властивостями мікрочастинки, як її маса або спін. Основними властивостями електричного заряду є наступні:
- існування двох видів зарядів ("плюс" і "мінус");
- квантування (подільність) на елементарні складові;
- збереження значення в ізольованій системі;
- релятивістська інваріантність, тобто незмінність заряду при виборі інерціальної системи спостереження.
"Просунута" павутина
Про те, що покрив комах несе на собі певний електричний заряд, науці відомо давно. В принципі, в цьому немає нічого дивного, адже при польоті неминуче виникає тертя хітинового панцира об повітря, і в результаті виходить ефект, подібний до того, який нам демонстрували ще в школі за допомогою ебонітовою палички і вовняної тканини. Виявляється, даний факт добре відомий не тільки людям, а й павукам, які давно навчилися використовувати його в затриманні своїх жертв. Як відомо, більшість цих комах використовують у своїх мережах особливі, змащені клейкою речовиною нитки. Коли жертва потрапляє на них, то будь-які спроби вирватися з пастки ведуть до ще більшого приклеюванню. Сам же павук використовує для переміщення "сухі траси", і тому його пересуванню ніщо не заважає. Проте існують особини, що не виробляють клейку речовину, наприклад домашній павучок Tegenaria domestica, часто проживає в заміських будинках і міських квартирах. Виникає питання: що ж тоді допомагає йому ловити свою здобич, адже комах в "сухих" тенетах практично ніщо не утримує? Як вдалося виявити дослідникам з американського Каліфорнійського університету (Берклі), розгадка полягає в тому, що павутина несе на собі невеликий електричний заряд зі знаком "-". Коли невдачливий літун з необережності досить близько наблизиться до подібної пастці, вона відразу ж починає згинатися в його бік і притягує комахи до себе. Вчені вважають, що саме статичну електрику якраз і не дає вирватися видобутку. Можливо, коли комаха починає чинити опір, внаслідок тертя його сила збільшується, що ще більше зміцнює зв'язок з павутиною.
Електричний заряд на службі у джмелів
В принципі, використання струму в природі не таке вже рідкісне явище - досить згадати електричного ската та електричного вугра. А ось реєстрація заряду - це щось нове. Як виявилося, джмелі виду Bombus terrestris навчилися успішно використовувати властивості електричного заряду для пошуку нектару. Як це відбувається? Як і багато інших запилювачі, через швидкого руху крил ці комахи отримують позитивний електричний заряд. І коли вони приземляються на квітку, частина його переходить на рослину. Однак раніше вчені не знали, чи здатні джмелі відчувати електричне поле. З метою це з'ясувати був проведений цікавий експеримент. Спочатку за допомогою полого провідника вчені переконалися в наявності на летять джмелях позитивного заряду. Потім вони визначили, яку його частину ці комахи передають квіткам петуній після приземлення на них. І, нарешті, дослідники підсунули джмелям штучні рослини, одна частина з яких була заземлена і несла гірку рідину, а друга була забезпечена цукровим розчином і мала позитивний заряд. Спочатку комахи підлітали тільки до заряджених квіткам. Але коли вчені позбавили заряду обидві групи рослин, вони відразу ж втратили орієнтацію і перестали відрізняти гіркі годівниці від солодких.
