Sorunun Çözümü
Verilen problemde, pozitif yüklü iletken bir küre, yalıtkan sapından tutularak nötr ve iletken bir levhaya yaklaştırılıyor. Bu durumda levhada yük ayrışması (indüksiyon) meydana gelir.
- Nötr iletken levha: Başlangıçta eşit sayıda pozitif ve negatif yüke sahiptir ve net yükü sıfırdır.
- Pozitif yüklü kürenin etkisi: Pozitif yüklü küre, levhadaki serbest elektronları (negatif yükler) kendine doğru çeker. Bu nedenle, levhanın küreye yakın tarafı negatif yükle yüklenir.
- Yüklerin ayrışması: Elektronlar küreye yakın tarafa hareket ettiğinde, levhanın küreden uzak tarafında elektron eksikliği oluşur ve bu taraf net pozitif yükle yüklenir.
- Net yükün korunumu: İndüksiyon yoluyla yüklenme sırasında, iletken levhanın toplam net yükü değişmez; yani levha hala nötr kalır. Sadece yükler levha içinde ayrışır.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Levhanın üst tarafı (yakın olduğu varsayılan) negatif, alt tarafı pozitif yüklü. Bu, pozitif kürenin üstten yaklaştırılması durumunda oluşabilecek bir yük dağılımıdır. (Mümkün)
- B) Levhanın her tarafı pozitif yüklü. Bu, levhanın net pozitif yüke sahip olduğu anlamına gelir. İndüksiyon yoluyla, nötr bir levha net yük kazanamaz. Sadece yükler ayrışır. Bu nedenle, levhanın tamamen pozitif yüklü olması mümkün değildir. (Olamaz)
- C) Levhanın sol tarafı pozitif, sağ tarafı negatif yüklü. Bu, pozitif kürenin sağdan yaklaştırılması durumunda (negatif yükleri sağa çekerek) oluşabilecek bir yük dağılımıdır. (Mümkün)
- D) Levhanın sol tarafı negatif, sağ tarafı pozitif yüklü. Bu, pozitif kürenin soldan yaklaştırılması durumunda (negatif yükleri sola çekerek) oluşabilecek bir yük dağılımıdır. (Mümkün)
Sonuç olarak, indüksiyonla yüklenme prensibine göre, nötr bir iletken levha net yük kazanamaz, sadece yükler ayrışır. B seçeneği, levhanın tamamen pozitif yüklü olduğunu göstererek bu prensibe aykırı bir durumu ifade etmektedir.
Cevap B seçeneğidir.