Artikolo pri la elektra ŝargo en atomoj
Bonvolu observi unu el la objektoj ĉirkaŭ vi. Se vi detruas objekton, ekzemple, ŝtonon, la ŝtono dividiĝos en pli malgrandajn pecojn. Se la parto de la ŝtono estas detruita denove, la ŝtonpecoj transformiĝos en pli malgrandajn pecojn. Kio se la ŝtono estas detruita denove? Kompreneble, la ŝtono estas pli malgranda. Ĉu ŝtonoj povas esti detruitaj en pli malgrandajn ĝis senfinajn pecojn? La realo montras, ke objekto dividita en pli malgrandajn atingos punkton, kie la plej malgranda parto de la objekto ne povas esti dividita en pli malgrandajn. La plej malgranda parto de objekto, kiu ne povas esti dividita, nomiĝas atomo. Do, atomoj estas la plej malgrandaj partoj de ĉiu materialo en la universo.
Atomoj konsistas el elektronoj, protonoj kaj neŭtronoj. Protonoj kaj neŭtronoj formas atomkernojn, kiuj longas proksimume 10–15 metrojn. La elektronoj estas ekster la nukleo kaj moviĝas ĉirkaŭ la nukleo de atomo kiel planedoj moviĝas ĉirkaŭ la suno. Se oni supozas, ke la diametro de la atomo estas kelkaj kilometroj, tiam la atomkerno havas la grandecon de bilardglobo.
kaj la elektronoj estas inter la nukleo kaj atingas distancon de proksimume 10⁻⁵ metroj de la kerno. Inter la kerno kaj elektrono estas spaco.
Negative ŝargitaj elektronoj troviĝas ĉe la randoj de atomoj kaj la pozitive ŝargitaj protonoj troviĝas en la atomkerno. Por ke elektronoj daŭre cirkulu tra la nukleo kaj ne eskapu la atomon, la pozitive ŝargita atomkerno devas peni allogan forton sur la elektronon. La forto, kiu altiras elektronojn por resti ĉirkaŭ la nukleo kaj ne povas esti apartigita de la atomo, nomiĝas elektra forto.
Aliflanke, ene de la atomkerno, estas pozitive ŝargitaj protonoj, tiel ke la protonoj devas forpuŝi unu la alian pro la sama ŝargo. Por ke la protonoj restu kune en la nukleo kaj ne apartigitaj de la atomo, devas ekzisti forto kiu unuigas la protonojn. La forto kiu ligas protonojn por resti kune en la atomkerno nomiĝas la nuklea forto.
La protona maso estas preskaŭ la sama kiel la neŭtrona maso. Proksimume 99.9% de la atommaso estas centrita sur la atomkerno, dum elektronoj havas etajn masojn. Maso de elektrono (me) = 9.1093897 x 10⁻³¹ kg , maso de neŭtrono (mn) = 1.6749286 x 10⁻² kg , maso de protono (mp) = 1.6726231 x 10⁻² kg.
La kvanto de elektro
Elektronoj estas negativaj, protonoj estas pozitivaj, kaj neŭtronoj estas neŭtralaj. Protonoj aŭ neŭtronoj konsistas el kvarkoj, kiuj havas ± 1/3 kaj ± 2/3 fojojn la ŝargon de elektronoj. Kvarkoj estas la plej malgrandaj partikloj kiuj formas atomojn, sed ĝis nun, oni ne trovis, ke kvarkoj staras solaj kiel unuopaj partikloj.
La kvanto de elektrona ŝargo aŭ protona ŝargo estas la baza unuo de ŝargo. La elektra ŝargo de objekto estas multoblo de la elektrona ŝargo aŭ protona ŝargo. Ĉi tio nomiĝas kvantigita ŝargo. Ekzemple, se la plej malgranda frakcio de la valuto, kiun ni uzas, estas 1, tiam la monsumo, kiun persono havas, esprimita en multobloj de la plej malgranda valuto, estas 1. Ekzemple, la kvanto de mia mono estas 2 kaj 3.
La kvanto de ŝargo por elektrono estas –e kaj la grando de la ŝargo por protono estas +e. La kvanto de ŝargo de objekto estas oblo de e aŭ 1.60 x 10⁻¹⁹ Kulombo kaj povas esti esprimita per Q = ± Ne. Q = nombro de ŝargoj, ± reprezentas la tipon de ŝargo, N = entjero, e = 1.60 x 10⁻¹⁹ Kulombo.
Elektra ŝargo en objektoj
Se atomo havas tiom da elektronoj kiom protono, tiam la tuta elektra ŝargo en la atomo estas nulo, kaj ĉi tiu atomo estas neŭtrala aŭ ne elektre ŝargita. La nombro da protonoj aŭ elektronoj en neŭtrala atomo nomiĝas atomnumero (Z). Se la elektronoj estas pli ol protono, tiam la atomo estas negative ŝargita. Male, se elektronoj estas malpli ol protonoj, ili estas pozitive ŝargitaj. Negative ŝargitaj atomoj nomiĝas negativaj jonoj, dum pozitive ŝargitaj atomoj nomiĝas pozitivaj jonoj. La procezo de ricevado aŭ liberigo de elektronoj de atomo nomiĝas jonigo. Kiam ni diras, ke atomo estas ŝargita, tio estas komprenata pri la neta ŝargo. Ekzemple, atomo havas 10 elektronojn kaj 7 protonojn. Ĉi tiu atomo estas negative ŝargita ĉar ĝi havas troon de 3 elektronoj. Do, la neta ŝargo de ĉi tiu atomo estas 3, kaj ĉi tiu tipo de atomŝargo estas negativa. Figuroj 3, 7, 10 estas nur ekzemploj por faciligi 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 la protonoj, tiam la objekto estas neŭtrala aŭ ne elektre ŝargita. Se objekto havas pli da elektronoj ol protono, la objekto estas negative ŝargita, dum se objekto havas malpli da elektronoj ol protono, la objekto estas pozitive ŝargita. Objektoj, kiuj komence estis neŭtralaj, povas esti negative ŝargitaj per aldono de elektronoj al la objekto. Alie, objektoj povas esti pozitive ŝargitaj per redukto de elektronoj en la objekto.
