تجربة دلو الثلج لفارداي

في عام 1843 قام مايكل فاراداي بإجراء تجربة بسيطة وإن كانت مفيدة للغاية؛ حيث أوصل دلو ثلج معدني بالإلكتروسكوب غير مشحون كما يوضح الشكل (1 أ). وعندما أدلى كرة معدنية موجبة الشحنة ومعلقة بخيط داخل ذلك الدلو (دون ان تلامسه) ، كما في الشكل (ب) فإن ورقتي الإلكتروسكوب انفرجتا مما يدل على ان بعض الشحنات قد انتقلت بالحث على السطح الخارجي للدلو.

وعلاوة على ذلك، فعندما تحركت الشحنات في نطاق الدلو فإن إنفراج ورقتي الإلكتروسكوب لم يتغبر..... ولم ترجع الوريقتان إلى وضعهما المتلاصق إلا عندما انتزعت الكرة من داخل الدلو مما يدل على أن الدلو قد عاد إلى حالة التعادل الكهربي.

الشكل (1)

وقد لاحظ فاراداي أيضاً، أنه عند تلامس الكرة المعدنية المشحونة بالجدار الداخلي للدلو، كما في الشكل (جـ)، فغن ورقتي الإلكتروسكوب ظلتا في وضع الانفراج والتباعد. على انه في هذه الحالة ــ لو نزعت الكرة من داخل الدلو فإن ورقتي الإلكتروسكوب بقيتا منفرجتين كما في الشكل (د) ، مما يدل على أن الدلو ظل مشحوناً وعندما قربت الكرة من إلكتروسكوب آخر، فإنها لم تحدث أي تأثير على الوريقات الذهبية. وعلى ما يبدو فإن ملامسة الكرة للجدار الداخلي للدلو قد عادت تماماً الشحنة الأصلية الفائضة على سطح الأرض. وحيث أن ورقتي الإلكتروسكوب المتصل بالجدار الخارجي للدلو لم تتحركا عندما لامست الكرة الجدار الداخلي له فإن فاراداي  استنتج ان السطح الداخلي للدلو قد كان عليه ما يكفي من الشحنة ليعادل الكرة تماماً، وان الدلو قد ترك الآن وعلى سطحه الخارجي شحنة صافية مساوية للشحنة التي كانت في الأصل على الكرة.

يمكننا بناء على هذه التجارب أن نخرج بالنتائج التالية :

1ـ إذا علق جسم معدني مشحون داخل وعاء معدني متعادل فغنه يستحدث شحنة مساوية في المقدار ومخالفة في الإشارة على الجدار الداخلي للوعاء.

2- عندما يلامس الجسم المعدني المشحون الجدار الداخلي للوعاء فإن الشحنة الناشئة بالحث تعادل تماماً الشحنة الفائضة على الجسم.

3- عندما يوضع جسم مشحون داخل وعاء معدني متعادل، فإن شحنة مساوية ولها نفس الإشارة تدفع إلى السطح الخارجي للوعاء.