Elektra Ŝarĝa Materialo
Bonvolu observi unu el la objektoj ĉirkaŭ vi. Se vi detruas objekton, ekzemple rokon, la roko dividiĝos en plurajn pli malgrandajn pecojn. Se la roko estas dispremita denove, la roko transformiĝos en eĉ pli malgrandajn pecojn. Kio se la rokpecoj estas dispremitaj denove? Kompreneble, la rokpecoj estas dispremitaj kaj transformitaj en eĉ pli malgrandajn pecojn. Ĉu rokoj povas esti dividitaj en eĉ pli malgrandajn pecojn ĝis ili estas senfinaj? La fakto montras, ke ĉiu objekto, se dividita en pli malgrandajn pecojn, alvenos al punkto kie la plej malgranda parto de la objekto ne povas esti dividita en pli malgrandajn pecojn. La plej malgranda parto de objekto, kiu ne povas esti dividita plu, nomiĝas atomo. Do atomo estas la plej malgranda parto de ĉiu materio en la universo.
Elektra ŝargo en atomoj
Atomoj konsistas el elektronoj, protonoj, kaj neŭtronoj. Protonoj kaj neŭtronoj formas la atomkernon, kiu mezuras proksimume 10⁻⁵ metrojn . Elektronoj situas ekster la nukleo kaj orbitas ĝin kiel planedoj orbitas la sunon. Supozante, ke la diametro de atomo estas pluraj kilometroj, la nukleo estas proksimume la grandeco de bilardglobo, kun elektronoj situantaj ene de la nukleo, atingante distancon de proksimume 10⁻⁵ metrojn . Inter la nukleo kaj elektrono estas malplena spaco.
Negative ŝargitaj elektronoj troviĝas ĉe la randoj de la atomo, kaj pozitive ŝargitaj protonoj troviĝas en la nukleo. Por ke elektronoj orbitadu la nukleon kaj ne eskapu el la atomo, la pozitive ŝargita nukleo devas peni allogan forton sur la elektronojn. Ĉi tiu forto, kiu tenas elektronojn orbitantaj la nukleon kaj malhelpas ilin eskapi, nomiĝas la elektra forto.
Male, ene de la atomkerno troviĝas pozitive ŝargitaj protonoj, do ili nature forpuŝas unu la alian ĉar ili havas la saman ŝargon. Por teni la protonojn kune en la atomkerno kaj malhelpi ilin disiĝi de la atomo, forto devas teni ilin kune. La forto, kiu tenas la protonojn kune en la atomkerno, nomiĝas la nuklea forto.
La maso de protono estas preskaŭ la sama kiel la maso de neŭtrono. Ĉirkaŭ 99,9% de la maso de atomo estas koncentrita en la nukleo, dum elektronoj havas tre malgrandan mason. La maso de elektrono (m e ) = 9,1093897 x 10⁻³¹ kg , la maso de neŭtrono (m n ) = 1,6749286 x 10⁻² kg , kaj la maso de protono (m p ) = 1,6726231 x 10⁻² kg.
Kvanto de Elektra Ŝarĝo
Elektronoj estas negative ŝargitaj, protonoj estas pozitive ŝargitaj, kaj neŭtronoj estas elektre neŭtralaj. La protonoj kaj neŭtronoj, kiuj konsistigas la atomkernon, konsistas el kvarkoj, kiuj havas ŝargojn proksimume 1/3 kaj proksimume 2/3 fojojn pli grandajn ol tiuj de elektronoj. Kvarkoj estas la plej malgrandaj partikloj, kiuj konsistigas atomojn, sed ĝis nun, oni ne trovis, ke kvarkoj ekzistas solaj kiel unuopaj partikloj.
La grando de la elektrona ŝargo aŭ protona ŝargo estas la baza unuo de ŝargo. La grando de la elektra ŝargo de objekto estas multoblo de la elektrona ŝargo aŭ protona ŝargo. Ĉi tio nomiĝas kvantigita ŝargo . Ekzemple, se la plej malgranda nominala valoro de valuto, kiun ni uzas, estas 100 rupioj, tiam la monsumo, kiun persono posedas, estas esprimita en multobloj de la plej malgranda valuto, nome 100 rupioj. Ekzemple, la sumo de mia mono estas 100 000 kaj ĉi tiuj 100 000 povas esti dividitaj per 100. Estus strange se la sumo de mia mono estus 100 002, ĉar ne ekzistas nominala valoro de 2 rupioj. Simile, la kvanto de ŝargo de objekto. La kvanto de ŝargo de elektrono estas -e kaj la kvanto de ŝargo de protono estas +e. La kvanto de ŝargo de objekto estas multoblo de e aŭ 1,60 × 10⁻¹⁹ Kulombo kaj povas esti esprimita per Q = ±Ne. Q = kvanto de ŝargo, ± reprezentas la tipon de ŝargo, N = entjero, e = 1,60 x 10⁻¹⁹ Kulombo.
Elektra ŝargo en objektoj
Se atomo havas la saman nombron da elektronoj kiel protonoj, tiam la tuta elektra ŝargo en la atomo estas nulo, kaj la atomo estas neŭtrala, kio signifas, ke ĝi ne havas elektran ŝargon. La nombro da protonoj aŭ elektronoj en neŭtrala atomo nomiĝas la atomnumero (Z) . Se estas pli da elektronoj ol protonoj, la atomo estas negative ŝargita. Male, se estas malpli da elektronoj ol protonoj, la atomo estas pozitive ŝargita. Negative ŝargitaj atomoj nomiĝas negativaj jonoj , dum pozitive ŝargitaj atomoj nomiĝas pozitivaj jonoj . La procezo de absorbado aŭ liberigo de elektronoj de atomo nomiĝas jonigo . Kiam ni diras, ke atomo estas ŝargita, ni celas la tutan ŝargon aŭ netan ŝargon. Ekzemple, atomo havas 10 elektronojn kaj 7 protonojn. Ĉi tiu atomo estas negative ŝargita ĉar ĝi havas 3 superfluajn negative ŝargitajn elektronojn. Do la neta ŝargo de ĉi tiu atomo estas 3, kaj la tipo de atomŝargo estas negativa. La nombroj 3, 7, 10 estas nur ekzemploj por faciligi la komprenon. En realeco, la kvanto de elektra ŝargo de objekto estas multoblo de la elektrona ŝargo aŭ protona ŝargo.
Se objekto havas tiom da elektronoj kiom protonoj, tiam la objekto estas neŭtrala aŭ ne havas elektran ŝargon. Se objekto havas pli da elektronoj ol protonoj, tiam la objekto havas negativan ŝargon, inverse se objekto havas malpli da elektronoj ol protonoj, tiam la objekto havas pozitivan ŝargon. Objekto, kiu komence estis neŭtrala, povas esti negative ŝargita per aldono de elektronoj al la objekto, dum objekto povas esti pozitive ŝargita per redukto de la elektronoj en la objekto.
