Цахилгаан цэнэгийн материал
Эргэн тойрон дахь объектуудын нэгийг ажиглаарай. Хэрэв та объектыг, жишээлбэл чулууг устгавал чулуу хэд хэдэн жижиг хэсгүүдэд хуваагдана. Хэрэв чулуу дахин бутлагдвал чулуу бүр ч жижиг хэсгүүдэд хуваагдана. Хэрэв чулуун хэсгүүд дахин бутлагдвал яах вэ? Мэдээжийн хэрэг, чулуун хэсгүүд бутлагдаж, бүр жижиг хэсгүүдэд хувирдаг. Чулуулгийг хязгааргүй болтол нь бүр жижиг хэсгүүдэд хувааж болох уу? Энэ баримт нь аливаа объектыг жижиг хэсгүүдэд хуваавал тухайн объектын хамгийн жижиг хэсэг нь жижиг хэсгүүдэд хуваагдаж чадахгүй цэгт хүрдэгийг харуулж байна. Цааш нь хувааж болохгүй объектын хамгийн жижиг хэсгийг атом гэж нэрлэдэг. Тиймээс атом бол орчлон ертөнц дэх бүх бодисын хамгийн жижиг хэсэг юм.
Атом дахь цахилгаан цэнэг
Атомууд нь электрон, протон, нейтроноос бүрддэг. Протон ба нейтронууд нь ойролцоогоор 10-15 метр хэмжээтэй атомын цөмийг үүсгэдэг . Электронууд нь цөмийн гадна байрладаг бөгөөд гаригууд нарыг тойрон эргэлддэг шиг түүнийг тойрон эргэлддэг. Атомын диаметрийг хэдэн километр гэж үзвэл цөм нь бильярд бөмбөгний хэмжээтэй ойролцоо бөгөөд электронууд цөм дотор байрладаг бөгөөд ойролцоогоор 10-10 метрийн зайд хүрдэг . Цөм ба электроны хооронд хоосон зай байдаг.
Сөрөг цэнэгтэй электронууд атомын ирмэг дээр, эерэг цэнэгтэй протонууд цөмд байрладаг. Электронууд цөмийг тойрон эргэлдэж, атомаас гарахгүй байхын тулд эерэг цэнэгтэй цөм нь электронуудад татах хүч үйлчлэх ёстой. Электронуудыг цөмийг тойрон эргэлдэж, гарахаас сэргийлдэг энэ хүчийг цахилгаан хүч гэж нэрлэдэг.
Үүний эсрэгээр, атомын цөм дотор эерэг цэнэгтэй протонууд байдаг тул тэдгээр нь ижил цэнэгтэй тул бие биенээ байгалийн жамаар түлхдэг. Протонуудыг атомын цөмд хамтад нь байлгаж, атомаас салгахаас сэргийлэхийн тулд тэдгээрийг хамтад нь барих хүч байх ёстой. Атомын цөмд протонуудыг хамтад нь барьж байдаг хүчийг цөмийн хүч гэж нэрлэдэг.
Протоны масс нь нейтроны масстай бараг ижил байна. Атомын массын ойролцоогоор 99,9% нь цөмд төвлөрдөг бол электронууд маш бага масстай байдаг. Электроны масс (m e ) = 9,1093897 x 10 -31 кг, нейтроны масс (m n ) = 1,6749286 x 10 -27 кг, протоны масс (m p ) = 1,6726231 x 10 -27 кг.
Цахилгаан цэнэгийн хэмжээ
Электронууд сөрөг цэнэгтэй, протонууд эерэг цэнэгтэй, нейтронууд нь цахилгаан саармаг байдаг. Атомын цөмийг бүрдүүлдэг протон ба нейтронууд нь кваркуудаас бүрддэг бөгөөд эдгээр нь электронуудаас ойролцоогоор 1/3 ба ойролцоогоор 2/3 дахин их цэнэгтэй байдаг. Кваркууд бол атомыг бүрдүүлдэг хамгийн жижиг хэсгүүд боловч одоогоор кваркууд дангаараа ганц бөөм хэлбэрээр оршдог нь тогтоогдоогүй байна.
Электрон цэнэг буюу протоны цэнэгийн хэмжээ нь цэнэгийн үндсэн нэгж юм. Биетийн цахилгаан цэнэгийн хэмжээ нь электрон цэнэг буюу протоны цэнэгийн үржвэр юм. Үүнийг квантжуулсан цэнэг гэж нэрлэдэг . Жишээлбэл, хэрэв бидний ашигладаг хамгийн бага мөнгөн тэмдэгт 100 рупи бол хүний мөнгөний хэмжээг хамгийн бага мөнгөн тэмдэгт болох 100 рупийн үржвэрээр илэрхийлнэ. Жишээлбэл, миний мөнгөний хэмжээ 100.000 бөгөөд энэ 100.000-г 100-д хувааж болно. Хэрэв миний мөнгөний хэмжээ 100.002 байсан бол хачин байх болно, учир нь 2 рупийн нэрлэсэн үнэ байхгүй. Үүнтэй адилаар, биетийн цэнэгийн хэмжээ. Электроны цэнэгийн хэмжээ нь -e, протоны цэнэгийн хэмжээ нь +e юм. Биетийн цэнэгийн хэмжээ нь e буюу 1,60 x 10 -19 Кулоны үржвэр бөгөөд Q = ±Ne гэж илэрхийлж болно. Q = цэнэгийн хэмжээ, ± нь цэнэгийн төрлийг илэрхийлнэ, N = бүхэл тоо, e = 1,60 x 10 -19 Кулон.
Объектууд дахь цахилгаан цэнэг
Хэрэв атом нь протонтой ижил тооны электронтой бол атомын нийт цахилгаан цэнэг тэг бөгөөд атом нь төвийг сахисан бөгөөд энэ нь цахилгаан цэнэггүй гэсэн үг юм. Төвийг сахисан атомын протон эсвэл электроны тоог атомын тоо (Z) гэж нэрлэдэг . Хэрэв протоноос олон электрон байвал атом сөрөг цэнэгтэй байна. Үүний эсрэгээр, хэрэв протоноос цөөн электрон байвал атом эерэг цэнэгтэй байна. Сөрөг цэнэгтэй атомуудыг сөрөг ионууд гэж нэрлэдэг бол эерэг цэнэгтэй атомуудыг эерэг ионууд гэж нэрлэдэг . Атомоос электроныг шингээх эсвэл ялгаруулах процессыг ионжуулалт гэж нэрлэдэг . Атом цэнэгтэй гэж хэлэхдээ бид нийт цэнэг буюу цэвэр цэнэгийг хэлж байна. Жишээлбэл, атом нь 10 электрон ба 7 протонтой. Энэ атом нь 3 илүүдэл сөрөг цэнэгтэй электронтой тул сөрөг цэнэгтэй байна. Тиймээс энэ атомын цэвэр цэнэг нь 3 бөгөөд атомын цэнэгийн төрөл нь сөрөг байна. 3, 7, 10 тоонууд нь ойлгоход хялбар болгох жишээ юм. Бодит байдал дээр объектын цахилгаан цэнэгийн хэмжээ нь электроны цэнэг буюу протоны цэнэгийн үржвэр юм.
Хэрэв объект нь протонтой тэнцүү тооны электронтой бол тухайн объект нь төвийг сахисан буюу цахилгаан цэнэггүй байна. Хэрэв объект нь протоноос олон электронтой бол тухайн объект нь сөрөг цэнэгтэй байна, эсрэгээрээ хэрэв объект нь протоноос цөөн электронтой бол тухайн объект нь эерэг цэнэгтэй байна. Анх төвийг сахисан байсан объектыг электрон нэмэх замаар сөрөг цэнэгтэй болгож болох бол объектыг тухайн объект дахь электронуудыг багасгах замаар эерэг цэнэгтэй болгож болно.
