Elektrostatik
3.1. Elektriklenme olayları, pozitif yüklü, negatif yüklü ve nötr cisim kavramları örnekler verilerek deneylerle hatırlatılır. Benjamin Franklin’in uçurtma deneyi öğrencilerle paylaşılır. Elektriklenme olaylarında yüklerin alınabildiği/verilebildiği fakat yok olmadığı yani korunumlu olduğu vurgulanır. Birim yükün, elektron ve protonda bulunan yük olduğu ifade edilir. Daha küçük yüklere sahip parçacıkların, proton, nötron ve elektronun parçalanmasıyla oluşacağı üst sınıflarda verilecektir.
3.2. “ Yüklü bir cisim sadece yüklü olduğu elektrik yüküne sahiptir.”,” Nötr bir cisimde hiç yük yoktur.” Kavram hatalarının verilmemesine ve düzeltilmesine dikkat edilecek.
Bir cismin yüklü olması demek iki çeşit yükten ( + ya da - ) birinin diğerinden fazla sayıda olması demektir. İki ( + ), üç ( – ) yük bulunduran atom ( – 1 ) yüklüdür. Bu atomun sahip olduğu yükler 2 ( + ) yük ile 3 ( – ) yüktür.
Bir atom eğer nötr ise, üzerindeki ( - ) ve ( + ) yük sayıları birbirine eşit demektir. Nötr bir atomda 5 ( - ) yük varsa, 5 de ( + ) yük var demektir. Atom yüksüzdür demek, elektrik yükü açısından bir anlam taşır. Üzerinde ( - ) ya da ( + ) yüklü parçacık yok anlamına gelmez.
3.3. Genellikle iletkende yüklerin yüzeyin her tarafına yayıldığı, yalıtkanların ise bölgesel olarak yüklenebileceği ( iletken küre, plastik bir çubuk, balon örneklerinde vb.) vurgulanır. Bu gerçeği kullanarak Faraday Kafesi gibi bir elektriksel alan zırhı yapılabileceği belirtilir.
3.4. Formüller, kavramlar arasındaki ilişkiyi vurgulamak için verilir. Ancak basit matematiksel işlemleri içeren sorular çözülür. Formüllerde yer alan “r” nin iki cismin yük merkezleri arasındaki uzaklığı olduğu ve cisimlerin noktasal kabul edildiği vurgulanır. Elektriksel kuvvetin bir etki-tepki çifti olduğu vurgulanır.
3.5. “k” nın dielektrik katsayısı ve ilişkisi ve bu katsayının ortamla değişimi vurgulanır.
3.6. Öğrenciler, elektriksel alan çizgilerinin bir modelleme olduğu, gerçekte böyle çizgilerin olmadığı konusunda uyarılır. Elektrik alan çizgileri, kavram yanılgılarını önlemek için, en az bir defa üç boyutlu gibi çizilmelidir. Tüm durumlarda aslında üç boyutlu olduğu vurgulandıktan sonra iki boyutlu çizime geçilmelidir.
3.7. “ Bir yük elektriksel alan çizgisi üzerinde değilse yüke bir kuvvet etki etmez.”,” Alan çizgileri gerçektir.”,” Elektriksel alan çizgileri sadece iki boyutta gösterilir.”,” Sınırlı sayıda elektriksel alan çizgisi vardır.”,” Bir yük elektriksel alanın etkisiyle ivmelenirken her zaman alan çizgisi boyunca hareket eder.”,” Alan çizgileri her hangi bir noktada başlayıp sona erebilir.” Kavram hatalarının verilmemesine ve düzeltilmesi dikkat edilecek.
3.8. Elektriksel kuvvet ile kütle çekimi kuvveti arasındaki farklılıklar ve benzerlikleri karşılaştırır. Kütle çekimi potansiyel enerjisinin de elektriksel potansiyel enerji gibi tanımlanabileceği vurgulanır. Buradan hareketle kütle çekimi alanı da elektriksel alan gibi ifade edilebileceği vurgulanır. Bu süreçte bilim tarihindeki gelişim hatırlatılır.
3.9. “ Elektriksel alan ve elektriksel kuvvet aynı şeylerdir ve aynı yöndedir.” Kavram hatasının verilmemesine ve düzeltilmesine dikkat edilecek.
3.10. Elektriksel potansiyel enerjinin elektriksel alanda bir yükün konumundan dolayı sahip olduğu enerji ( bir yükü sonsuzdan bulunduğu konuma getirmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş ), potansiyel farkının ise elektriksel alanda pozitif birim yükü bir noktadan başka bir noktaya götürmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş olduğu vurgulanır. ΔV = ΔU/q matematiksel ifadesi kavramlar arasındaki ilişkiyi ifade etmek için verilir.
3.11. Eş potansiyel çizgiler kavramı verilir.
3.12. “ Potansiyel ve elektriksel alan arasında bir ilişki yoktur.”,” Potansiyel bir enerjidir.”,” Eş potansiyel eşit alan veya sabit alan anlamına gelir.”,” Yüksek gerilim kendi başına tehlikelidir.”,” Eş potansiyel çizgileri üzerinde bir yükü hareket ettirmek için iş yapılır.” Kavram hatalarının verilmemesine ve düzeltilmesine dikkat edilecek.
3.13. Yüklü parçacıkların düzgün bir elektriksel alandaki hareketi ile ilgili olarak elektriksel alana paralel ve dik girmesi durumundaki hareketi formüllere ve hesaplara girmeden günlük yaşamdan örneklerle incelenir.
