Članak o električnom naboju u atomima
Molimo vas da promatrate jedan od objekata oko sebe. Ako uništite neki objekt, na primjer kamen, kamen će se podijeliti na manje komade. Ako se dio kamena ponovno uništi, komadi kamena će se pretvoriti u manje komade. Što ako se kamen ponovno uništi? Naravno, kamen je manji. Može li se kamenje uništiti na manje do beskonačne komade? Stvarnost pokazuje da će se objekt dijeljenjem na manje doći do točke 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 tvore atomske jezgre duge otprilike 10-15 metara. Elektroni se nalaze izvan jezgre i kreću se oko jezgre atoma poput planeta koji se kreću oko Sunca. Ako se pretpostavi da je promjer atoma nekoliko kilometara, tada je atomska jezgra veličine bilijarske kugle,
a elektroni se nalaze između jezgre i dosežu udaljenost od približno 10 -10 metara od jezgre. Između jezgre i elektrona nalazi se prostor.
Negativno nabijeni elektroni nalaze se na rubu atoma, a pozitivno nabijeni protoni nalaze se u atomskoj jezgri. Da bi elektroni nastavili kružiti oko jezgre i ne bi pobjegli iz atoma, pozitivno nabijena atomska jezgra mora djelovati privlačnom silom na elektron. Sila koja privlači elektrone da ostanu oko jezgre i ne mogu se odvojiti od atoma naziva se električna sila.
S druge strane, unutar atomske jezgre nalaze se pozitivno nabijeni protoni tako da se protoni moraju međusobno odbijati zbog istog naboja. Da bi protoni ostali zajedno u jezgri i ne bi se odvojili od atoma, mora postojati sila koja ujedinjuje protone. Sila koja veže protone da ostanu zajedno u atomskoj jezgri naziva se nuklearna sila.
Masa protona gotovo je jednaka masi neutrona. Otprilike 99.9% atomske mase koncentrirano je u atomskoj jezgri, dok elektroni imaju malene 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 sastavljeni su od kvarkova, koji imaju ± 1/3 i ± 2/3 puta veći naboj od elektrona. Kvarkovi su najmanje čestice koje tvore atome, ali do sada nije pronađeno da kvarkovi postoje samostalno kao pojedinačne čestice.
Količina naboja elektrona ili naboja protona osnovna je 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 naboja za elektron je –e, a veličina naboja za proton je +e. Količina naboja objekta je višekratnik broja e ili 1.60 x 10⁻¹⁹ Coulombova i može se izraziti s Q = ± Ne. Q = broj naboja, ± predstavlja vrstu naboja, N = cijeli broj, e = 1.60 x 10⁻¹⁹ Coulombova.
Električni naboj u objektima
Ako atom ima jednako elektrona kao i proton, tada je ukupni električni naboj u atomu nula, a 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 jednako elektrona kao i protona, tada 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 u početku bili neutralni mogu se negativno nabiti dodavanjem elektrona objektu. Inače, objekti se mogu pozitivno nabiti smanjenjem elektrona u objektu.
