Artikkel om elektrisk ladning i atomer
Vennligst observer et av objektene rundt deg. Hvis du ødelegger et objekt, for eksempel en stein, vil steinen bli delt i mindre biter. Hvis den delen av steinen blir ødelagt igjen, vil steinbitene bli til mindre biter. Hva om steinen blir ødelagt igjen? Steinen er selvfølgelig mindre. Kan steiner bli ødelagt i mindre til uendelige biter? Realiteten viser at et objekt som er delt inn i mindre, vil komme til et punkt der den minste delen av objektet ikke kan deles inn i mindre. Den minste delen av et objekt som ikke kan deles kalles et atom. Så atomer er den minste delen av alt materiale i universet.
Atomer er bygd opp av elektroner, protoner og nøytroner. Protoner og nøytroner danner atomkjerner som er omtrent 10–15 meter lange. Elektronene befinner seg utenfor kjernen og beveger seg rundt atomkjernen slik planeter beveger seg rundt solen. Hvis man antar at atomets diameter er noen få kilometer, er atomkjernen på størrelse med en biljardkule,
og elektronene er mellom kjernen og når en avstand på omtrent 10-10 meter fra kjernen. Mellom kjernen og et elektron er det mellomrom.
Negativt ladede elektroner befinner seg på kanten av atomene, og de positivt ladede protonene befinner seg i atomkjernen. For at elektronene skal kunne fortsette å sirkulere i kjernen og ikke unnslippe atomet, må den positivt ladede atomkjernen utøve en tiltrekkende kraft på elektronet. Kraften som tiltrekker elektroner slik at de holder seg rundt kjernen og ikke kan skilles fra atomet kalles den elektriske kraften.
På den annen side, inne i atomkjernen, er det positivt ladede protoner, slik at protonene må frastøte hverandre på grunn av den samme ladningen. For at protonene skal forbli sammen i kjernen og ikke atskilt fra atomet, må det være en kraft som forener protonene. Kraften som binder protoner for å holde seg sammen i atomkjernen kalles kjernekraften.
Protonmassen er nesten den samme som nøytronmassen. Omtrent 99.9 % av atommassen er sentrert rundt atomkjernen, mens elektroner har små masser. Elektronmasse (me) = 9.1093897 x 10⁻¹⁰⁰⁹ kg , nøytronmasse (mn) = 1.6749286 x 10⁻¹⁰⁰ kg , protonmasse (mp) = 1.6726231 x 10⁻¹⁰⁰ kg.
Mengden strøm
Elektroner er negative, protoner er positive, og nøytroner er nøytrale. Protoner eller nøytroner er satt sammen av kvarker, som har ± 1/3 og ± 2/3 ganger ladningen til elektroner. Kvarker er de minste partiklene som danner atomer, men så langt har man ikke funnet at kvarker står alene som enkeltstående partikler.
Mengden elektronladning eller protonladning er den grunnleggende enheten for ladning. Den elektriske ladningen til et objekt er et multiplum av elektronladningen eller protonladningen. Dette kalles kvantisert ladning. Hvis for eksempel den minste brøkdelen av valutaen vi bruker er 1, er pengebeløpet en person har oppgitt i multipler av den minste valutaen 1. For eksempel er pengebeløpet mitt 2 og 3.
Ladningsmengden for et elektron er –e og ladningsstørrelsen for et proton er +e. Ladningsmengden til et objekt er et multiplum av e eller 1.60 x 10⁻⁶ Coulomb , og kan uttrykkes ved Q = ± Ne. Q = antall ladninger, ± representerer ladningstypen, N = heltall, e = 1.60 x 10⁻⁶ Coulomb.
Elektrisk ladning i objekter
Hvis et atom har like mange elektroner som et proton, er den totale elektriske ladningen i atomet null, og dette atomet er nøytralt eller ikke elektrisk ladet. Antallet protoner eller elektroner i et nøytralt atom kalles atomnummeret (Z). Hvis elektronene er flere enn ett proton, er atomet negativt ladet. Omvendt, hvis elektronene er færre enn protoner, er de positivt ladet. Negativt ladede atomer kalles negative ioner, mens positivt ladede atomer kalles positive ioner. Prosessen med å motta eller frigjøre elektroner fra et atom kalles ionisering. Når vi sier at et atom er ladet, mener vi nettoladningen. For eksempel har et atom 10 elektroner og 7 protoner. Dette atomet er negativt ladet fordi det har et overskudd på 3 elektroner. Så nettoladningen til dette atomet er 3, og denne typen atomladning er negativ. Figur 3, 7, 10 er bare eksempler for å lette forståelsen. I virkeligheten er mengden elektrisk ladning til et objekt et multiplum av elektronladningen eller protonladningen.
Hvis et objekt har like mange elektroner som protoner, er objektet nøytralt eller ikke elektrisk ladet. Hvis et objekt har flere elektroner enn et proton, er objektet negativt ladet, mens hvis et objekt har færre elektroner enn et proton, er objektet positivt ladet. Objekter som i utgangspunktet var nøytrale, kan gjøres negativt ladet ved å legge til elektroner til objektet. Ellers kan objekter gjøres positivt ladet ved å redusere elektroner i objektet.
