ელექტრული მუხტის მასალა
გთხოვთ, დააკვირდეთ თქვენს გარშემო არსებულ ერთ-ერთ ობიექტს. თუ ობიექტს გაანადგურებთ, მაგალითად, ქვას, ის რამდენიმე პატარა ნაწილად დაიშლება. თუ ქვას ხელახლა დაამსხვრიებთ, ის კიდევ უფრო პატარა ნაჭრებად გადაიქცევა. რა მოხდება, თუ ქვის ნაჭრები ხელახლა დაიმსხვრევა? რა თქმა უნდა, ქვის ნაჭრები დაიმსხვრევა და კიდევ უფრო პატარა ნაჭრებად გადაიქცევა. შეიძლება თუ არა ქვების კიდევ უფრო პატარა ნაჭრებად დაყოფა მანამ, სანამ ისინი უსასრულო არ გახდება? ფაქტი აჩვენებს, რომ ნებისმიერი ობიექტი, თუ პატარა ნაჭრებად დაიყოფა, მიაღწევს წერტილს, სადაც ობიექტის უმცირესი ნაწილის დაყოფა უფრო პატარა ნაჭრებად ვეღარ მოხდება. ობიექტის უმცირეს ნაწილს, რომლის დაყოფაც აღარ შეიძლება, ატომი ეწოდება. ასე რომ, ატომი სამყაროში არსებული ყველა მატერიის უმცირესი ნაწილია.
ელექტრული მუხტი ატომებში
ატომები შედგება ელექტრონების, პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. პროტონები და ნეიტრონები ქმნიან ატომის ბირთვს, რომლის ზომა დაახლოებით 10-15 მეტრია . ელექტრონები განლაგებულია ბირთვის გარეთ და ბრუნავენ მის გარშემო, როგორც პლანეტები მზის გარშემო. თუ ვივარაუდებთ, რომ ატომის დიამეტრი რამდენიმე კილომეტრია, ბირთვი დაახლოებით ბილიარდის ბურთის ზომისაა, ელექტრონები კი ბირთვში არიან განლაგებული და დაახლოებით 10-10 მეტრს აღწევენ . ბირთვსა და ელექტრონს შორის ცარიელი სივრცეა.
უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები ატომის კიდეებზეა განლაგებული, ხოლო დადებითად დამუხტული პროტონები - ბირთვში. იმისათვის, რომ ელექტრონები ბირთვის გარშემო ბრუნავდნენ და ატომიდან არ გამოვიდნენ, დადებითად დამუხტულმა ბირთვმა ელექტრონებზე მიმზიდველი ძალა უნდა მოახდინოს. ამ ძალას, რომელიც ელექტრონებს ბირთვის გარშემო ბრუნავს და მათ გაქცევას უშლის ხელს, ელექტრული ძალა ეწოდება.
პირიქით, ატომის ბირთვის შიგნით დადებითად დამუხტული პროტონებია, ამიტომ ისინი ბუნებრივად განიზიდავენ ერთმანეთს, რადგან მათ ერთნაირი მუხტი აქვთ. ატომის ბირთვში პროტონების ერთად შესანარჩუნებლად და ატომისგან გამოყოფის თავიდან ასაცილებლად, ისინი უნდა იყოს შემაკავებელი ძალის მიერ. ძალას, რომელიც პროტონებს ატომის ბირთვში ერთად აკავებს, ბირთვული ძალა ეწოდება.
პროტონის მასა თითქმის იგივეა, რაც ნეიტრონის მასა. ატომის მასის დაახლოებით 99,9% კონცენტრირებულია ბირთვში, ხოლო ელექტრონებს ძალიან მცირე მასა აქვთ. ელექტრონის მასა (m e ) = 9,1093897 x 10 -31 კგ, ნეიტრონის მასა (m n ) = 1,6749286 x 10 -27 კგ, ხოლო პროტონის მასა (m p ) = 1,6726231 x 10 -27 კგ.
ელექტრული მუხტის რაოდენობა
ელექტრონები უარყოფითად დამუხტულია, პროტონები დადებითად დამუხტული, ხოლო ნეიტრონები ელექტრულად ნეიტრალურია. ატომის ბირთვის შემადგენელი პროტონები და ნეიტრონები კვარკებისგან შედგება, რომელთა მუხტი ელექტრონების მუხტზე დაახლოებით 1/3 და დაახლოებით 2/3-ჯერ მეტია. კვარკები ატომების შემადგენელი ყველაზე პატარა ნაწილაკებია, მაგრამ ჯერჯერობით კვარკები ცალკე ნაწილაკების სახით არ არსებობს.
ელექტრონული ან პროტონული მუხტის სიდიდე მუხტის ძირითადი ერთეულია. ობიექტის ელექტრული მუხტის სიდიდე ელექტრონული ან პროტონული მუხტის ჯერადი რიცხვია. ამას კვანტიზებული მუხტი ეწოდება . მაგალითად, თუ ჩვენს მიერ გამოყენებული უმცირესი ვალუტის ნომინალი 100 რუპიაა, მაშინ ადამიანის ფულის რაოდენობა გამოიხატება უმცირესი ვალუტის, კერძოდ, 100 რუპიის ჯერადებში. მაგალითად, ჩემი ფულის რაოდენობა 100.000-ია და ეს 100.000 შეიძლება გაიყოს 100-ზე. უცნაური იქნებოდა, ჩემი ფულის რაოდენობა 100.002 ყოფილიყო, რადგან 2 რუპიის ნომინალი არ არსებობს. ანალოგიურად, ობიექტის მუხტის რაოდენობა. ელექტრონის მუხტის რაოდენობაა -e, ხოლო პროტონის მუხტის რაოდენობა +e. ობიექტის მუხტის რაოდენობა e-ს ჯერადი რიცხვია ანუ 1,60 x 10 -19 კულონი და შეიძლება გამოისახოს Q = ±Ne ფორმულით. Q = მუხტის რაოდენობა, ± წარმოადგენს მუხტის ტიპს, N = მთელი რიცხვი, e = 1,60 x 10 -19 კულონი.
ელექტრული მუხტი ობიექტებში
თუ ატომს იმდენივე ელექტრონი აქვს, რამდენიც პროტონებს, მაშინ ატომში მთლიანი ელექტრული მუხტი ნულის ტოლია და ატომი ნეიტრალურია, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას ელექტრული მუხტი არ აქვს. ნეიტრალურ ატომში პროტონების ან ელექტრონების რაოდენობას ატომური რიცხვი (Z) ეწოდება . თუ ელექტრონების რაოდენობა პროტონებზე მეტია, ატომი უარყოფითად დამუხტულია. პირიქით, თუ ელექტრონების რაოდენობა პროტონებზე ნაკლებია, ატომი დადებითად დამუხტულია. უარყოფითად დამუხტულ ატომებს უარყოფითი იონები ეწოდება , ხოლო დადებითად დამუხტულ ატომებს - დადებითი იონები . ატომიდან ელექტრონების შთანთქმის ან გამოთავისუფლების პროცესს იონიზაცია ეწოდება . როდესაც ვამბობთ, რომ ატომი დამუხტულია, ვგულისხმობთ მთლიან მუხტს ან წმინდა მუხტს. მაგალითად, ატომს აქვს 10 ელექტრონი და 7 პროტონი. ეს ატომი უარყოფითად დამუხტულია, რადგან მას აქვს 3 ზედმეტი უარყოფითად დამუხტული ელექტრონი. ამგვარად, ამ ატომის წმინდა მუხტი არის 3, ხოლო ატომური მუხტის ტიპი უარყოფითია. რიცხვები 3, 7, 10 მხოლოდ მაგალითებია, რათა უფრო ადვილი გასაგები გახდეს. სინამდვილეში, ობიექტის ელექტრული მუხტის რაოდენობა ელექტრონული ან პროტონული მუხტის ჯერადი ნაწილია.
თუ ობიექტს იმდენივე ელექტრონი აქვს, რამდენიც პროტონს, მაშინ ის ნეიტრალურია ან არ აქვს ელექტრული მუხტი. თუ ობიექტს პროტონებზე მეტი ელექტრონი აქვს, მაშინ მას უარყოფითი მუხტი აქვს, პირიქით, თუ ობიექტს პროტონებზე ნაკლები ელექტრონი აქვს, მაშინ მას დადებითი მუხტი აქვს. თავდაპირველად ნეიტრალური ობიექტი შეიძლება უარყოფითად დამუხტული გახდეს ობიექტზე ელექტრონების დამატებით, მაშინ როდესაც ობიექტი შეიძლება დადებითად დამუხტული გახდეს ობიექტში ელექტრონების შემცირებით.
