اکیلا باردار کرہ

1 · پیش گوئی

اکیلا معزول موصل کرہ، کسی وولٹیج پر چارج، بھی کیپیسٹنس رکھتا — قریب دوسرا خانہ نہ ہونے پر بھی۔ کرہ وولٹیج بڑھائیں تو باہر کا میدان متناسب بڑھتا؟

• نہیں — میدان وولٹیج سے پیچیدہ تعلق رکھتا۔
• جی ہاں — باہری میدان کرہ وولٹیج کے براہِ راست متناسب۔
• باہری میدان کرہ وولٹیج پر بالکل منحصر نہیں۔

2 · تیاری

1. معزول کرہ پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ کرہ رداس 8 cm مقرر۔
2. باہری میدان شدت پڑائت فعال کریں۔
3. ہر آزمیش کے لیے کرہ وولٹیج سیٹ کریں اور مرکز سے دو گنا رداس پر ناپی میدان شدت درج کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

اپنی تین آزمایشوں کے لیے میدان شدت E (y محور) بمقابلہ وولٹیج V (x محور) کھینچیں۔ کیا لکیر مبدأ سے سیدھی؟

4 · تجزیہ

1. کسی ایک آزمایش کے لیے C = 4πε₀R حساب کریں، R = 0.08 m لے کر (ہر آزمایش میں وہی)، پھر مرکز سے 2R رداس پر میدان کے لیے E = V/(4R) — یہ E = V·R/r² سے آتا ہے، جہاں r = 2R۔ دونوں کا جدول سے موازنہ کریں۔
2. سمجھائیں کیوں مقرر ناپنے نقطے پر (یہاں مرکز سے 2R)، باہری میدان کرہ وولٹیج کے ساتھ سیدھا بڑھتا — یہ بالکل وہی ہے جو نقطہ بار کے 1/r² قانون سے متوقع ہے، کیونکہ الگ کرہ بارد کا باہری میدان اس کے مرکز میں نقطہ بار کے میدان جیسا ہی ہے (مقرر r پر صرف V بدلنے سے ہمیشہ سیدھا تعلق ملتا ہے — 1/r² انحصار فاصلے پر ہے، وولٹیج پر نہیں)۔

5 · توسیع

1. وین ڈی گراف جنریٹر الگ تھلگ دھاتی کرے کو بہت زیادہ وولٹیج پر چارج کرتا ہے۔ لیب سائز کرے کے لیے اس کی گنجائش C = 4πε₀R کافی چھوٹی ہوتی ہے، اور اسی لیے معمولی مقدار چارج بھی اسے انتہائی زیادہ وولٹیج تک لے جا سکتا ہے (V = Q/C)۔
2. خود زمین تقریباً ایک الگ تھلگ باردار کرے کی طرح چھوٹے منفی سطحی چارج کے ساتھ برتاؤ کرتی ہے۔ C = 4πε₀R اور زمین کے رداس (~6.4×10⁶ m) لے کر، آپ کیا توقع رکھتے ہیں کہ زمین کی گنجائش اس آزمایش کے 8 سینٹی میٹر کرے سے بڑی ہوگی یا چھوٹی؟

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس

138 مفت قابلِ چھپائی طبیعیات لیب ورک شیٹس