Materiali i ngarkesës elektrike
Ju lutem vëzhgoni një nga objektet përreth jush. Nëse shkatërroni një objekt, për shembull një shkëmb, shkëmbi do të ndahet në disa copa më të vogla. Nëse shkëmbi shtypet përsëri, shkëmbi do të shndërrohet në copa edhe më të vogla. Po sikur copat e shkëmbit të shtypen përsëri? Sigurisht, copat e shkëmbit shtypen dhe shndërrohen në copa edhe më të vogla. A mund të ndahen shkëmbinjtë në copa edhe më të vogla derisa të jenë të pafund? Fakti tregon se çdo objekt, nëse ndahet në copa më të vogla, do të arrijë në një pikë ku pjesa më e vogël e objektit nuk mund të ndahet në copa më të vogla. Pjesa më e vogël e një objekti që nuk mund të ndahet më tej quhet atom. Pra, një atom është pjesa më e vogël e çdo materie në univers.
Ngarkesa elektrike në atome
Atomet përbëhen nga elektrone, protone dhe neutrone. Protonet dhe neutronet formojnë bërthamën atomike, e cila mat afërsisht 10-15 metra . Elektronet ndodhen jashtë bërthamës dhe rrotullohen rreth saj ashtu si planetët rrotullohen rreth diellit. Duke supozuar se diametri i një atomi është disa kilometra, bërthama është afërsisht sa madhësia e një topi bilardo, me elektrone të vendosura brenda bërthamës, duke arritur një distancë prej afërsisht 10-10 metrash . Midis bërthamës dhe një elektroni është hapësirë boshe.
Elektronet e ngarkuara negativisht janë të vendosura në skajet e atomit, dhe protonet e ngarkuara pozitivisht janë të vendosura në bërthamë. Për të mbajtur elektronet që rrotullohen rreth bërthamës dhe të mos largohen nga atomi, bërthama e ngarkuar pozitivisht duhet të ushtrojë një forcë tërheqëse mbi elektronet. Kjo forcë, e cila i mban elektronet që rrotullohen rreth bërthamës dhe i pengon ato të largohen, quhet forcë elektrike.
Anasjelltas, brenda bërthamës atomike ndodhen protone të ngarkuara pozitivisht, kështu që ato shtyjnë njëri-tjetrin natyrshëm sepse kanë të njëjtën ngarkesë. Për të mbajtur protonet së bashku në bërthamën atomike dhe për të parandaluar ndarjen e tyre nga atomi, duhet të veprojë një forcë që i mban ato së bashku. Forca që i mban protonet së bashku në bërthamën atomike quhet forcë bërthamore.
Masa e një protoni është pothuajse e njëjtë me masën e një neutroni. Përafërsisht 99,9% e masës së një atomi është e përqendruar në bërthamë, ndërsa elektronet kanë një masë shumë të vogël. Masa e një elektroni (m e ) = 9,1093897 x 10 -31 kg, masa e një neutroni (m n ) = 1,6749286 x 10 -27 kg, dhe masa e një protoni (m p ) = 1,6726231 x 10 -27 kg.
Sasia e ngarkesës elektrike
Elektronet janë të ngarkuara negativisht, protonet janë të ngarkuara pozitivisht dhe neutronet janë elektrikisht neutrale. Protonet dhe neutronet që përbëjnë bërthamën atomike përbëhen nga kuarket, të cilat kanë ngarkesa afërsisht 1/3 dhe afërsisht 2/3 herë më të mëdha se ato të elektroneve. Kuarket janë grimcat më të vogla që përbëjnë atomet, por deri më tani, kuarket nuk janë gjetur të ekzistojnë vetëm si grimca të vetme.
Madhësia e ngarkesës së elektronit ose ngarkesës së protonit është njësia bazë e ngarkesës. Madhësia e ngarkesës elektrike të një objekti është një shumëfish i ngarkesës së elektronit ose ngarkesës së protonit. Kjo quhet ngarkesë e kuantizuar . Për shembull, nëse vlera më e vogël e monedhës që përdorim është 100 rupiah, atëherë shuma e parave që ka një person shprehet në shumëfisha të monedhës më të vogël, përkatësisht 100 rupiah. Për shembull, shuma e parave të mia është 100.000 dhe këto 100.000 mund të pjesëtohen me 100. Do të ishte e çuditshme nëse shuma e parave të mia do të ishte 100.002 sepse nuk ka vlerë nominale prej 2 rupiah. Po kështu, sasia e ngarkesës së një objekti. Sasia e ngarkesës së një elektroni është -e dhe sasia e ngarkesës së një protoni është +e. Sasia e ngarkesës së një objekti është një shumëfish i e ose 1,60 x 10 -19 Kulomb dhe mund të shprehet nëpërmjet Q = ±Ne. Q = sasia e ngarkesës, ± përfaqëson llojin e ngarkesës, N = numër i plotë, e = 1,60 x 10 -19 Kulomb.
Ngarkesa elektrike në objekte
Nëse një atom ka të njëjtin numër elektronesh si protonet, atëherë ngarkesa totale elektrike në atom është zero, dhe atomi është neutral, që do të thotë se nuk ka ngarkesë elektrike. Numri i protoneve ose elektroneve në një atom neutral quhet numri atomik (Z) . Nëse ka më shumë elektrone sesa protone, atomi është i ngarkuar negativisht. Anasjelltas, nëse ka më pak elektrone sesa protone, atomi është i ngarkuar pozitivisht. Atomet e ngarkuara negativisht quhen jone negative , ndërsa atomet e ngarkuara pozitivisht quhen jone pozitive . Procesi i thithjes ose lëshimit të elektroneve nga një atom quhet jonizim . Kur themi se një atom është i ngarkuar, nënkuptojmë ngarkesën totale ose ngarkesën neto. Për shembull, një atom ka 10 elektrone dhe 7 protone. Ky atom është i ngarkuar negativisht sepse ka 3 elektrone të tepërta të ngarkuara negativisht. Pra, ngarkesa neto e këtij atomi është 3, dhe lloji i ngarkesës atomike është negativ. Numrat 3, 7, 10 janë vetëm shembuj për ta bërë më të lehtë për t'u kuptuar. Në realitet, sasia e ngarkesës elektrike të një objekti është një shumëfish i ngarkesës së elektronit ose ngarkesës së protonit.
Nëse një objekt ka po aq elektrone sa protone, atëherë objekti është neutral ose nuk ka ngarkesë elektrike. Nëse një objekt ka më shumë elektrone sesa protone, atëherë objekti ka një ngarkesë negative, dhe anasjelltas, nëse një objekt ka më pak elektrone sesa protone, atëherë objekti ka një ngarkesë pozitive. Një objekt që fillimisht ishte neutral mund të ngarkohet negativisht duke shtuar elektrone në objekt, ndërsa një objekt mund të ngarkohet pozitivisht duke zvogëluar elektronet në objekt.
