원자 내 전기 전하에 관한 기사
주변에 있는 물체 하나를 관찰해 보세요. 예를 들어 돌멩이를 부수면, 그 돌멩이는 더 작은 조각들로 나뉘게 됩니다. 그 조각을 다시 부수면, 그 조각들은 또 더 작은 조각으로 변하겠죠. 그렇다면 돌멩이를 또 한 번 부수면 어떻게 될까요? 당연히 더 작아지겠죠. 돌멩이를 무한히 작은 조각으로 나눌 수 있을까요? 실제로는 물체를 계속해서 작은 조각으로 나누다 보면, 더 이상 나눌 수 없는 가장 작은 조각에 도달하게 됩니다. 더 이상 나눌 수 없는 가장 작은 조각을 원자라고 합니다. 따라서 원자는 지구상의 모든 물질을 구성하는 가장 작은 단위입니다. 우주.
원자는 전자, 양성자, 중성자로 구성됩니다. 양성자와 중성자는 약 10~15미터 길이의 원자핵을 형성합니다. 전자는 원자핵 바깥쪽에 있으며, 마치 행성이 태양 주위를 공전하듯이 원자핵 주위를 움직입니다. 원자의 지름을 수 킬로미터라고 가정하면, 원자핵은 당구공 크기만 합니다.
전자들은 핵 사이에 있으며 약 10의 거리에 도달합니다.-10 핵으로부터 수 미터 떨어져 있습니다. 핵과 전자 사이에는 공간이 있습니다.
음전하를 띤 전자는 원자의 가장자리에 위치하고, 양전하를 띤 양성자는 원자핵에 위치합니다. 전자가 원자핵 주위를 계속 순환하며 원자 밖으로 빠져나가지 않으려면 양전하를 띤 원자핵이 전자를 끌어당기는 힘을 가해야 합니다. 전자를 원자핵 주위에 머물게 하고 원자에서 분리될 수 없게 하는 이 힘을 전기력이라고 합니다.
반면에 원자핵 내부에는 양전하를 띤 양성자들이 존재하기 때문에, 같은 전하를 가진 양성자들은 서로 반발해야 합니다. 양성자들이 원자핵 안에 함께 존재하고 원자에서 분리되지 않으려면 양성자들을 결합시키는 힘이 필요합니다. 원자핵 안에서 양성자들을 결합시키는 이 힘을 핵력이라고 합니다.
양성자의 질량은 중성자의 질량과 거의 같습니다. 원자 질량의 약 99.9%는 원자핵에 집중되어 있으며, 전자는 매우 작은 질량을 가지고 있습니다. 전자의 질량(me) = 9.1093897 x 10⁻¹⁸ m-31 kg, 중성자 질량(mn) = 1.6749286 x 10-27 kg, 양성자 질량(녹는점) = 1.6726231 x 10-27 kg.
전기량
전자는 음전하를 띠고, 양성자는 양전하를 띠며, 중성자는 중성입니다. 양성자와 중성자는 쿼크로 이루어져 있는데, 쿼크는 전자의 ± 1/3배와 ± 2/3배의 전하를 가지고 있습니다. 쿼크는 원자를 구성하는 가장 작은 입자이지만, 아직까지 쿼크가 단독 입자로 존재하는 것은 발견되지 않았습니다.
전자 전하량 또는 양성자 전하량은 전하의 기본 단위입니다. 전기 충전 물체의 전하는 전자 전하 또는 양성자 전하의 배수로 나타낼 수 있습니다. 이를 양자화된 전하라고 합니다. 예를 들어, 우리가 사용하는 화폐 단위의 최소값이 1이라면, 개인이 보유한 금액은 최소값의 배수로 1씩 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, 제 돈은 2와 3입니다.
전자의 전하량은 -e이고 양성자의 전하량은 +e입니다. 물체의 전하량은 e의 배수, 즉 1.60 x 10⁻¹⁸입니다.-19 쿨롬 전하는 Q = ± Ne로 표현할 수 있습니다. 여기서 Q는 전하량, ±는 전하의 종류, N은 정수, e = 1.60 x 10¹⁸입니다.-19 쿨롱.
물체의 전기 전하
원자에 양성자 하나와 전자 하나가 있으면 원자의 총 전하는 0이 되며, 이 원자는 중성 또는 전기적으로 대전되지 않은 상태입니다. 중성 원자에서 양성자 또는 전자의 수는 원자 번호(Z)라고 합니다. 전자의 수가 양성자보다 많으면 원자는 음전하를 띠게 됩니다. 반대로 전자의 수가 양성자보다 적으면 양전하를 띠게 됩니다. 음전하를 띤 원자를 음이온이라고 하고, 양전하를 띤 원자를 양이온이라고 합니다. 원자에서 전자를 받거나 내놓는 과정을 이온화라고 합니다. 원자가 전하를 띤다고 할 때, 그것은 순전하를 의미합니다. 예를 들어, 어떤 원자가 전자 10개와 양성자 7개를 가지고 있다고 가정해 봅시다. 이 원자는 전자가 3개 더 많기 때문에 음전하를 띠고 있습니다. 따라서 이 원자의 순전하는 3이며, 이러한 원자 전하는 음전하입니다. 그림 3, 7, 10은 이해를 돕기 위한 예시일 뿐입니다. 실제로 물체의 전하량은 전자 전하량 또는 양성자 전하량의 배수입니다.
어떤 물체의 전자 수가 양성자 수와 같으면 그 물체는 중성, 즉 전기적으로 대전되지 않은 상태입니다. 전자 수가 양성자 수보다 많으면 그 물체는 음전하를 띠고, 전자 수가 양성자 수보다 적으면 양전하를 띕니다. 처음에는 중성이었던 물체에 전자를 추가하면 음전하를 띠게 할 수 있습니다. 반대로, 전자 수를 줄이면 양전하를 띠게 할 수 있습니다.
