Elektriskais lādiņš

Elektriskā lādiņa materiāls

Lūdzu, novērojiet vienu no objektiem sev apkārt. Ja jūs iznīcināsiet objektu, piemēram, akmeni, tas sadalīsies vairākos mazākos gabalos. Ja akmens tiek vēlreiz saspiests, tas pārvērtīsies vēl mazākos gabalos. Kas notiek, ja akmens gabali tiek atkal saspiesti? Protams, akmens gabali tiek saspiesti un pārvērsti vēl mazākos gabalos. Vai akmeņus var sadalīt vēl mazākos gabalos, līdz tie kļūst bezgalīgi? Fakts liecina, ka jebkurš objekts, sadalīts mazākos gabalos, nonāks punktā, kur objekta mazāko daļu nevar sadalīt mazākos gabalos. Objekta mazāko daļu, ko vairs nevar sadalīt, sauc par atomu. Tātad atoms ir katras matērijas mazākā daļiņa Visumā.

Elektriskais lādiņš atomos

Atomi sastāv no elektroniem, protoniem un neitroniem. Protoni un neitroni veido atoma kodolu, kura svars ir aptuveni 10^-15 metri. Elektroni atrodas ārpus atoma kodola un riņķo ap to tāpat kā planētas riņķo ap sauli. Pieņemot, ka atoma diametrs ir vairāki kilometri, kodols būtu biljarda bumbas lielumā, un elektroni atrastos aptuveni 10^-10 metru attālumā no kodola. Starp kodolu un elektronu ir tukša telpa.

Negatīvi lādēti elektroni atrodas atoma malās, bet pozitīvi lādēti protoni - kodolā. Lai elektroni riņķotu ap kodolu un neaizbēgtu no tā, pozitīvi lādētajam kodolam ir jāiedarbojas uz elektroniem ar pievilkšanās spēku. Šo spēku, kas notur elektronus riņķojam ap kodolu un neļauj tiem izkļūt no tā, sauc par elektrisko spēku.

Un otrādi, atoma kodolā atrodas pozitīvi lādēti protoni, tāpēc tie dabiski atgrūž viens otru, jo tiem ir vienāds lādiņš. Lai protonus noturētu kopā atoma kodolā un neļautu tiem atdalīties no atoma, tiem ir jābūt kopā spēkam. Spēku, kas notur protonus kopā atoma kodolā, sauc par kodolspēku.

Protona masa ir gandrīz tāda pati kā neitrona masa. Aptuveni 99,9% no atoma masas ir koncentrēta kodolā, savukārt elektroniem ir ļoti maza masa. Elektrona masa (m_e) = 9,1093897 x 10^-31 kg, neitronu masa (m_n) = 1,6749286 x 10^-27 kg, protona masa (m_p) = 1,6726231 x 10^-27 Kilograms.

Elektriskā lādiņa daudzums

Elektroni ir negatīvi lādēti, protoni ir pozitīvi lādēti, un neitroni ir elektriski neitrāli. Protoni un neitroni, kas veido atoma kodolu, sastāv no kvarkiem, kuru lādiņi ir aptuveni 1/3 un aptuveni 2/3 reizes lielāki nekā elektronu lādiņi. Kvarki ir mazākās daļiņas, kas veido atomus, taču līdz šim nav konstatēts, ka kvarki pastāvētu atsevišķi kā atsevišķas daļiņas.

Elektrona vai protona lādiņa lielums ir lādiņa pamatvienība. Objekta elektriskā lādiņa lielums ir elektrona vai protona lādiņa daudzkārtnis. To sauc par lādiņu. kvantizētsPiemēram, ja mazākā valūtas nominālvērtība, ko mēs izmantojam, ir 100 rūpijas, tad personas naudas summa tiek izteikta mazākās nominālvērtības, kas ir 100 rūpijas, reizinājumos. Piemēram, mana naudas summa ir 100 000, un šī 100 000 dalās ar 100. Būtu dīvaini, ja mana naudas summa būtu 100 002, jo nav divu rūpiju nominālvērtību. Tāpat arī objekta lādiņa daudzums. Elektrona lādiņa daudzums ir -e, un protona lādiņa daudzums ir +e. Objekta lādiņa daudzums ir e reizinājums jeb 1,60 x 10^-19 Kulona un to var izteikt ar Q = ±Ne. Q = lādiņa daudzums, ± apzīmē lādiņa veidu, N = vesels skaitlis, e = 1,60 x 10^-19 Kulons.

Elektriskais lādiņš objektos

Ja atomam ir vienāds elektronu un protonu skaits, tad kopējais elektriskais lādiņš atomā ir nulle, un atoms ir neitrāls, kas nozīmē, ka tam nav elektriskā lādiņa. Protonu vai elektronu skaitu neitrālā atomā sauc par atomskaitlis (Z)Ja elektronu ir vairāk nekā protonu, tad atomam ir negatīvs lādiņš. Un otrādi, ja elektronu ir mazāk nekā protonu, atomam ir pozitīvs lādiņš. Negatīvi lādētus atomus sauc par negatīvie joni, savukārt pozitīvi lādētus atomus sauc pozitīvie joniElektronu absorbcijas vai atbrīvošanās procesu no atoma sauc par jonizācijaKad mēs sakām, ka atoms ir lādēts, mēs domājam tā kopējo lādiņu jeb neto lādiņu. Piemēram, atomam ir 10 elektroni un 7 protoni. Šis atoms ir negatīvi lādēts, jo tam ir 3 negatīvi lādētu elektronu pārpalikums. Tātad šī atoma neto lādiņš ir 3, un šī atoma lādiņa veids ir negatīvs. Skaitļi 3, 7 un 10 ir tikai piemēri, lai atvieglotu izpratni. Patiesībā objekta elektriskā lādiņa daudzums ir elektrona vai protona lādiņa daudzkārtnis.

Ja objektam ir tikpat daudz elektronu, cik protonu, tad objekts ir neitrāls vai tam nav elektriskā lādiņa. Ja objektam ir vairāk elektronu nekā protonu, tad objektam ir negatīvs lādiņš, un otrādi, ja objektam ir mazāk elektronu nekā protonu, tad objektam ir pozitīvs lādiņš. Sākotnēji neitrālu objektu var padarīt negatīvi lādētu, pievienojot tam elektronus, savukārt objektu var padarīt pozitīvi lādētu, reducējot elektronus objektā.