Артыкул пра электрычны зарад у атамах
Калі ласка, звярніце ўвагу на адзін з аб'ектаў вакол вас. Калі вы разбурыць аб'ект, напрыклад, камень, камень будзе падзелены на меншыя кавалкі. Калі частка каменя будзе разбурана зноў, кавалкі каменя ператворацца ў меншыя кавалкі. Што, калі камень будзе разбураны зноў? Вядома, камень меншы. Ці можна разбурыць камяні на меншыя або бясконцую колькасць кавалкаў? Рэальнасць паказвае, што калі аб'ект падзяліць на меншыя, то дасягне кропкі, дзе найменшую частку аб'екта нельга падзяліць на меншыя. Найменшая частка аб'екта, якую нельга падзяліць, называецца атамам. Такім чынам, атамы - гэта найменшая частка кожнага матэрыялу ў... сусвет.
Атамы складаюцца з электронаў, пратонаў і нейтронаў. Пратоны і нейтроны ўтвараюць атамныя ядры даўжынёй прыблізна 10-15 метраў. Электроны знаходзяцца па-за ядром і рухаюцца вакол ядра атама, як планеты рухаюцца вакол Сонца. Калі выказаць здагадку, што дыяметр атама складае некалькі кіламетраў, то атамнае ядро мае памер більярднага шара,
а электроны знаходзяцца паміж ядром і дасягаюць адлегласці прыблізна 1010- метраў ад ядра. Паміж ядром і электронам ёсць прастора.
Адмоўна зараджаныя электроны размешчаны на краі атамаў, а станоўча зараджаныя пратоны — у атамным ядры. Каб электроны працягвалі цыркуляваць вакол ядра і не пакідалі атам, станоўча зараджанае атамнае ядро павінна аказваць на электрон сілу прыцягнення. Сіла, якая прыцягвае электроны, каб яны заставаліся вакол ядра і не маглі аддзяліцца ад атама, называецца электрычнай сілай.
З іншага боку, унутры атамнага ядра ёсць станоўча зараджаныя пратоны, таму пратоны павінны адштурхоўвацца адзін ад аднаго з-за аднолькавага зарада. Каб пратоны заставаліся разам у ядры і не аддзяляліся ад атама, павінна існаваць сіла, якая аб'ядноўвае пратоны. Сіла, якая звязвае пратоны, каб яны заставаліся разам у атамным ядры, называецца ядзернай сілай.
Маса пратона амаль такая ж, як маса нейтрона. Прыкладна 99.9% атамнай масы сканцэнтравана ў атамным ядры, у той час як электроны маюць вельмі малыя масы. Маса электрона (me) = 9.1093897 x 1031- кг, маса нейтронаў (мн) = 1.6749286 x 1027- кг, маса пратона (мп) = 1.6726231 x 1027- кг.
Колькасць электрычнасці
Электроны адмоўныя, пратоны — дадатныя, а нейтроны — нейтральныя. Пратоны або нейтроны складаюцца з кваркаў, зарад якіх у ± 1/3 і ± 2/3 раза перавышае зарад электронаў. Кваркі — гэта найменшыя часціцы, якія ўтвараюць атамы, але да гэтага часу не было выяўлена, каб кваркі існавалі асобна як адзіночныя часціцы.
Колькасць зарада электрона або зарада пратона з'яўляецца асноўнай адзінкай вымярэння зарада. электрычны зарад Зарад аб'екта з'яўляецца кратным зараду электрона або зараду пратона. Гэта называецца квантаваным зарадам. Напрыклад, калі найменшая частка валюты, якую мы выкарыстоўваем, роўная 1, то сума грошай, якую чалавек назваў у кратных найменшай валюце, роўная 1. Напрыклад, сума маіх грошай роўная 2 і 3.
Велічыня зараду электрона роўная –e, а велічыня зараду пратона — +e. Велічыня зараду аб'екта кратная e або 1.60 x 1019- Кулона і можа быць выражана як Q = ± Ne. Q = колькасць зарадаў, ± абазначае тып зарада, N = цэлы лік, e = 1.60 x 1019- Кулон.
Электрычны зарад у аб'ектах
Калі атам мае столькі ж электронаў, колькі і пратон, то агульны электрычны зарад у атаме роўны нулю, і гэты атам нейтральны або не мае электрычнага зарада. Колькасць пратонаў або электронаў у нейтральным атаме называецца атамным нумарам (Z). Калі электронаў больш за пратон, то атам зараджаны адмоўна. І наадварот, калі электронаў менш за пратонаў, яны зараджаныя станоўча. Адмоўна зараджаныя атамы называюцца адмоўнымі іонамі, а станоўча зараджаныя атамы — станоўчымі іонамі. Працэс атрымання або вызвалення электронаў з атама называецца іянізацыяй. Калі мы кажам, што атам зараджаны, маецца на ўвазе чысты зарад. Напрыклад, атам мае 10 электронаў і 7 пратонаў. Гэты атам зараджаны адмоўна, таму што ў яго лішак 3 электронаў. Такім чынам, чысты зарад гэтага атама роўны 3, і гэты тып атамнага зараду адмоўны. Малюнкі 3, 7, 10 — гэта толькі прыклады для палягчэння 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 аб'ект мае больш электронаў, чым пратон, ён мае адмоўны зарад, а калі аб'ект мае менш электронаў, чым пратон, ён мае станоўчы зарад. Аб'екты, якія першапачаткова былі нейтральнымі, можна зрабіць адмоўны зарад, дадаўшы да іх электроны. У адваротным выпадку аб'екты можна зрабіць станоўчым зарадам, аднаўляючы электроны ў аб'екце.
