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, якое мае памер прыблізна 1015- метраў. Электроны знаходзяцца па-за атамным ядром і круцяцца вакол яго, як планеты круцяцца вакол Сонца. Калі выказаць здагадку, што дыяметр атама складае некалькі кіламетраў, ядро будзе памерам з більярдны шар, а электроны будуць размешчаны паміж ядрамі на адлегласці прыблізна 1010- метраў ад ядра. Паміж ядром і электронам 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. Прыкладна 99,9% масы атама сканцэнтравана ў ядры, у той час як электроны маюць вельмі малую масу. Маса электрона (me) = 9,1093897 х 1031- кг, маса нейтрона (мn) = 1,6749286 х 1027- кг, маса пратона (мp) = 1,6726231 х 1027- 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 зарадам. квантаваныНапрыклад, калі найменшы намінал валюты, які мы выкарыстоўваем, складае 100 рупій, то сума грошай, якую мае чалавек, выражаецца ў колькасці, кратнай найменшаму наміналу, які складае 100 рупій. Напрыклад, мая сума грошай складае 100 000, і гэтыя 100 000 дзеляцца на 100. Было б дзіўна, калі б мая сума грошай складала 100 002, таму што не існуе двух наміналаў рупій. Аналагічна, велічыня зарада аб'екта. Зарад электрона роўны -e, а зарад пратона — +e. Зарад аб'екта кратны e, або 1,60 х 1019- Кулона і можа быць выражана праз Q = ±Ne. Q = колькасць зарада, ± абазначае тып зарада, N = цэлы лік, e = 1,60 x 1019- Кулон.
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 атамны нумар (Z)Калі электронаў больш, чым пратонаў, то атам мае адмоўны зарад. І наадварот, калі электронаў менш, чым пратонаў, атам мае дадатны зарад. Адмоўна зараджаныя атамы называюцца адмоўныя іоны, а станоўча зараджаныя атамы называюцца станоўчыя іёныПрацэс паглынання або вызвалення электронаў з атама называецца іанізацыяКалі мы кажам, што атам зараджаны, мы маем на ўвазе яго агульны зарад або чысты зарад. Напрыклад, атам мае 10 электронаў і 7 пратонаў. Гэты атам адмоўна зараджаны, таму што ў яго ёсць 3 лішнія адмоўна зараджаныя электроны. Такім чынам, чысты зарад гэтага атама роўны 3, а тып зараду гэтага атама адмоўны. Лічбы 3, 7 і 10 — гэта проста прыклады для палягчэння разумення. Насамрэч, 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.
