Электрычны зарадны матэрыял
Калі ласка, паглядзіце на адзін з аб'ектаў вакол вас. Калі вы разбурыць аб'ект, напрыклад, камень, камень расколецца на некалькі меншых кавалкаў. Калі камень зноў раздушыць, ён ператворыцца ў яшчэ меншыя кавалкі. Што, калі кавалкі каменя зноў раздушыць? Вядома, кавалкі каменя раздушаюцца і ператвараюцца ў яшчэ меншыя кавалкі. Ці можна падзяліць камяні на яшчэ меншыя кавалкі, пакуль яны не стануць бясконцымі? Факт паказвае, што любы аб'ект, калі яго падзяліць на меншыя кавалкі, дасягне кропкі, дзе найменшая частка аб'екта не можа быць падзелена на меншыя кавалкі. Найменшая частка аб'екта, якую нельга далей дзяліць, называецца атамам. Такім чынам, атам — гэта найменшая частка ўсёй матэрыі ў Сусвеце.
Электрычны зарад у атамах
Атамы складаюцца з электронаў, пратонаў і нейтронаў. Пратоны і нейтроны ўтвараюць атамнае ядро, памер якога складае прыблізна 10-15 метраў . Электроны знаходзяцца па-за ядром і круцяцца вакол яго, як планеты круцяцца вакол Сонца. Калі выказаць здагадку, што дыяметр атама складае некалькі кіламетраў, ядро мае памер прыкладна з більярдны шар, а электроны знаходзяцца ўнутры ядра на адлегласці прыблізна 10-10 метраў . Паміж ядром і электронам знаходзіцца пустая прастора.
Адмоўна зараджаныя электроны размешчаны на краях атама, а дадатна зараджаныя пратоны — у ядры. Каб электроны круціліся вакол ядра і не выляталі з атама, дадатна зараджанае ядро павінна аказваць на электроны сілу прыцягнення. Гэтая сіла, якая ўтрымлівае электроны круціліся вакол ядра і не дазваляе ім вылятаць, называецца электрычнай сілай.
І наадварот, унутры атамнага ядра знаходзяцца станоўча зараджаныя пратоны, таму яны натуральным чынам адштурхоўваюцца адзін ад аднаго, бо маюць аднолькавы зарад. Каб утрымліваць пратоны разам у атамным ядры і не аддзяляць іх ад атама, іх павінна ўтрымліваць сіла. Сіла, якая ўтрымлівае пратоны разам у атамным ядры, называецца ядзернай сілай.
Маса пратона амаль такая ж, як і маса нейтрона. Прыблізна 99,9% масы атама сканцэнтравана ў ядры, у той час як электроны маюць вельмі малую масу. Маса электрона (m e ) = 9,1093897 x 10⁻³1 кг, маса нейтрона (m n ) = 1,6749286 x 10⁻²⁻² кг , а маса пратона (m p ) = 1,6726231 x 10⁻²⁻² кг.
Колькасць электрычнага зарада
Электроны зараджаныя адмоўна, пратоны — станоўча, а нейтроны — электрычна нейтральныя. Пратоны і нейтроны, якія складаюць атамнае ядро, складаюцца з кваркаў, зарад якіх прыблізна ў 1/3 і прыблізна ў 2/3 разы перавышае зарад электронаў. Кваркі — гэта найменшыя часціцы, з якіх складаюцца атамы, але да гэтага часу не было выяўлена, каб кваркі існувалі асобна як асобныя часціцы.
Велічыня зараду электрона або зараду пратона з'яўляецца асноўнай адзінкай вымярэння зараду. Велічыня электрычнага зараду аб'екта кратная зараду электрона або зараду пратона. Гэта называецца квантаваным зарадам . Напрыклад, калі найменшы намінал валюты, які мы выкарыстоўваем, складае 100 рупій, то сума грошай, якую мае чалавек, выражаецца ў кратных найменшай валюце, а менавіта 100 рупіям. Напрыклад, сума маіх грошай складае 100 000, і гэтыя 100 000 можна падзяліць на 100. Было б дзіўна, калі б сума маіх грошай складала 100 002, таму што не існуе наміналу 2 рупіі. Аналагічна, велічыня зараду аб'екта. Велічыня зараду электрона роўная -e, а велічыня зараду пратона — +e. Велічыня зараду аб'екта кратная e або 1,60 x 10 -19 Кулона і можа быць выражана праз Q = ±Ne. Q = колькасць зарада, ± абазначае тып зарада, N = цэлы лік, e = 1,60 x 10⁻¹⁹ кулона.
Электрычны зарад у аб'ектах
Калі атам мае такую ж колькасць электронаў, як і пратонаў, то агульны электрычны зарад у атаме роўны нулю, і атам нейтральны, гэта значыць, ён не мае электрычнага зарада. Колькасць пратонаў або электронаў у нейтральным атаме называецца атамным нумарам (Z) . Калі электронаў больш, чым пратонаў, атам зараджаны адмоўна. І наадварот, калі электронаў менш, чым пратонаў, атам зараджаны дадатна. Адмоўна зараджаныя атамы называюцца адмоўнымі іонамі , а дадатна зараджаныя атамы — дадатнымі іонамі . Працэс паглынання або вызвалення электронаў з атама называецца іянізацыяй . Калі мы кажам, што атам зараджаны, мы маем на ўвазе агульны зарад або чысты зарад. Напрыклад, атам мае 10 электронаў і 7 пратонаў. Гэты атам зараджаны адмоўна, таму што ў яго ёсць 3 лішнія адмоўна зараджаныя электроны. Такім чынам, чысты зарад гэтага атама роўны 3, а тып атамнага зарада — адмоўны. Лічбы 3, 7, 10 — гэта проста прыклады, каб зрабіць яго прасцейшым для разумення. На самай справе, велічыня электрычнага зарада аб'екта кратная зараду электрона або зараду пратона.
Калі аб'ект мае столькі ж электронаў, колькі і пратонаў, то ён нейтральны або не мае электрычнага зарада. Калі ў аб'екце больш электронаў, чым пратонаў, то ён мае адмоўны зарад, і наадварот, калі ў аб'екце менш электронаў, чым пратонаў, то ён мае дадатны зарад. Аб'ект, які першапачаткова быў нейтральным, можна зрабіць адмоўна зараджаным, дадаўшы да яго электроны, тады як аб'ект можна зрабіць дадатна зараджаным, паменшыўшы колькасць электронаў у аб'екце.
