Članak o električnom naboju u atomima
Molimo vas da obratite pažnju na jedan od objekata oko sebe. Ako uništite neki objekat, na primjer, kamen, kamen će se podijeliti na manje komade. Ako se dio kamena ponovo uništi, komadi kamena će se pretvoriti u manje komade. Šta ako se kamen ponovo uništi? Naravno, kamen je manji. Može li se kamenje uništiti na manje do beskonačne komade? Stvarnost pokazuje da se, kada se objekat podijeli na manje, dođe do tačke u kojoj se najmanji dio objekta ne može podijeliti na još manje. Najmanji dio objekta koji se ne može podijeliti naziva se atom. Dakle, atomi su najmanji dio svakog materijala u svemiru.
Atomi se sastoje od elektrona, protona i neutrona. Protoni i neutroni formiraju atomska jezgra koja su dugačka otprilike 10-15 metara. Elektroni se nalaze izvan jezgra i kreću se oko jezgra atoma poput planeta koje se kreću oko Sunca. Ako se pretpostavi da je prečnik atoma nekoliko kilometara, onda je atomsko jezgro veličine bilijarske kugle,
a elektroni se nalaze između jezgra i dosežu udaljenost od približno 10 -10 metara od jezgra. Između jezgra i elektrona postoji prostor.
Negativno nabijeni elektroni nalaze se na rubu atoma, a pozitivno nabijeni protoni nalaze se u atomskom jezgru. Da bi elektroni nastavili kružiti oko jezgra i ne bi izašli iz atoma, pozitivno nabijeno atomsko jezgro mora djelovati privlačnom silom na elektron. Sila koja privlači elektrone da ostanu oko jezgra i ne mogu se odvojiti od atoma naziva se električna sila.
S druge strane, unutar atomskog jezgra nalaze se pozitivno nabijeni protoni, tako da se protoni moraju međusobno odbijati zbog istog naboja. Da bi protoni ostali zajedno u jezgru, a ne odvojili se od atoma, mora postojati sila koja ujedinjuje protone. Sila koja veže protone da ostanu zajedno u atomskom jezgru naziva se nuklearna sila.
Masa protona je gotovo ista kao masa neutrona. Otprilike 99.9% atomske mase je centrirano u atomskom jezgru, dok elektroni imaju vrlo male mase. Masa elektrona (me) = 9.1093897 x 10⁻³⁹ kg , masa neutrona (mn) = 1.6749286 x 10⁻²⁹ kg , masa protona (mp) = 1.6726231 x 10⁻²⁹ kg.
Količina električne energije
Elektroni su negativni, protoni pozitivni, a neutroni neutralni. Protoni ili neutroni su sastavljeni od kvarkova, koji imaju ± 1/3 i ± 2/3 puta veći naboj od elektrona. Kvarkovi su najmanje čestice koje formiraju atome, ali do sada nije pronađeno da kvarkovi postoje samostalno kao pojedinačne čestice.
Količina naboja elektrona ili naboja protona je osnovna jedinica naboja. Električni naboj objekta je višekratnik naboja elektrona ili naboja protona. To se naziva kvantizirani naboj. Na primjer, ako je najmanji dio valute koju koristimo 1, tada je iznos novca koji je osoba navela u višekratnicima najmanje valute 1. Na primjer, iznos mog novca je 2 i 3.
Količina naelektrisanja za elektron je –e, a veličina naelektrisanja za proton je +e. Količina naelektrisanja objekta je višekratnik broja e ili 1.60 x 10⁻¹⁴ Coulomb -a i može se izraziti kao Q = ± Ne. Q = broj naelektrisanja, ± predstavlja vrstu naelektrisanja, N = cijeli broj, e = 1.60 x 10⁻¹⁴ Coulomb -a.
Električni naboj u objektima
Ako atom ima onoliko elektrona koliko i proton, tada je ukupni električni naboj u atomu nula, i taj atom je neutralan ili nije električno nabijen. Broj protona ili elektrona u neutralnom atomu naziva se atomski broj (Z). Ako je elektrona više od protona, tada je atom negativno nabijen. Obrnuto, ako je elektrona manje od protona, oni su pozitivno nabijeni. Negativno nabijeni atomi nazivaju se negativni ioni, dok se pozitivno nabijeni atomi nazivaju pozitivni ioni. Proces primanja ili otpuštanja elektrona iz atoma naziva se ionizacija. Kada kažemo da je atom nabijen, misli se na neto naboj. Na primjer, atom ima 10 elektrona i 7 protona. Ovaj atom je negativno nabijen jer ima višak od 3 elektrona. Dakle, neto naboj ovog atoma je 3, a ova vrsta atomskog naboja je negativna. Slike 3, 7, 10 su samo primjeri radi lakšeg razumijevanja. U stvarnosti, količina električnog naboja objekta je višekratnik naboja elektrona ili naboja protona.
Ako objekt ima onoliko elektrona koliko i protona, onda je objekt neutralan ili nije električno nabijen. Ako objekt ima više elektrona od protona, objekt je negativno nabijen, dok ako objekt ima manje elektrona od protona, objekt je pozitivno nabijen. Objekti koji su prvobitno bili neutralni mogu se negativno nabiti dodavanjem elektrona objektu. U suprotnom, objekti se mogu pozitivno nabiti smanjenjem elektrona u objektu.
