Artikull mbi ngarkesën elektrike në atome
Ju lutem vëzhgoni një nga objektet që janë përreth jush. Nëse shkatërroni një objekt, për shembull, një gur, guri do të ndahet në copa më të vogla. Nëse pjesa e gurit shkatërrohet përsëri, copat e gurit do të shndërrohen në copa më të vogla. Po sikur guri të shkatërrohet përsëri? Sigurisht, guri është më i vogël. A mund të shkatërrohen gurët në copa më të vogla deri në pafund? Realiteti tregon se një objekt i ndarë 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 quhet atom. Pra, atomet janë pjesa më e vogël e çdo materiali në univers.
Atomet përbëhen nga elektrone, protone dhe neutrone. Protonet dhe neutronet formojnë bërthama atomike që janë afërsisht 10-15 metra të gjata. Elektronet janë jashtë bërthamës dhe lëvizin rreth bërthamës së një atomi ashtu siç lëvizin planetët rreth diellit. Nëse supozohet se diametri i atomit është disa kilometra, atëherë bërthama atomike është sa madhësia e një topi bilardo,
dhe elektronet janë midis bërthamës dhe arrijnë një distancë prej afërsisht 10-10 metrash nga bërthama. Midis bërthamës dhe një elektroni, ka hapësirë.
Elektronet e ngarkuara negativisht ndodhen në skajet e atomeve, ndërsa protonet e ngarkuara pozitivisht ndodhen në bërthamën atomike. Që elektronet të vazhdojnë të qarkullojnë rreth bërthamës dhe të mos dalin nga atomi, bërthama atomike e ngarkuar pozitivisht duhet të ushtrojë një forcë tërheqëse mbi elektronin. Forca që tërheq elektronet të qëndrojnë rreth bërthamës dhe që nuk mund të ndahet nga atomi quhet forcë elektrike.
Nga ana tjetër, brenda bërthamës atomike, ka protone të ngarkuara pozitivisht, kështu që protonet duhet të shtyjnë njëri-tjetrin për shkak të së njëjtës ngarkesë. Që protonet të qëndrojnë së bashku në bërthamë dhe të mos ndahen nga atomi, duhet të ketë një forcë që i bashkon protonet. Forca që i lidh protonet që të qëndrojnë së bashku në bërthamën atomike quhet forcë bërthamore.
Masa e protonit është pothuajse e njëjtë me masën e neutronit. Përafërsisht 99.9% e masës atomike është e përqendruar në bërthamën atomike, ndërsa elektronet kanë masa shumë të vogla. Masa e elektronit (me) = 9.1093897 x 10 -31 kg, masa e neutronit (mn) = 1.6749286 x 10 -27 kg, masa e protonit (mp) = 1.6726231 x 10 -27 kg.
Sasia e energjisë elektrike
Elektronet janë negative, protonet janë pozitive dhe neutronet janë neutrale. Protonet ose neutronet përbëhen nga kuarket, të cilat kanë ± 1/3 dhe ± 2/3 herë ngarkesën e elektroneve. Kuarket janë grimcat më të vogla që formojnë atome, por deri më tani, kuarket nuk janë gjetur të qëndrojnë vetëm si grimca të vetme.
Sasia e ngarkesës së elektronit ose ngarkesës së protonit është njësia bazë e ngarkesës. Ngarkesa elektrike e një objekti është një shumëfish i ngarkesës së elektronit ose ngarkesës së protonit. Kjo quhet ngarkesë e kuantizuar. Për shembull, nëse pjesa më e vogël e monedhës që përdorim është 1, atëherë shuma e parave që një person ka deklaruar në shumëfisha të monedhës më të vogël është 1. Për shembull, shuma e parave të mia është 2 dhe 3.
Sasia e ngarkesës për një elektron është –e dhe madhësia e ngarkesës për një proton është +e. Sasia e ngarkesës së një objekti është një shumëfish i e ose 1.60 x 10 -19 Kulomb dhe mund të shprehet me Q = ± Ne. Q = numri i ngarkesave, ± përfaqëson llojin e ngarkesës, N = numër i plotë, e = 1.60 x 10 -19 Kulomb.
Ngarkesa elektrike në objekte
Nëse një atom ka po aq elektrone sa një proton, atëherë ngarkesa totale elektrike në atom është zero, dhe ky atom është neutral ose jo i ngarkuar elektrikisht. Numri i protoneve ose elektroneve në një atom neutral quhet numër atomik (Z). Nëse elektronet janë më shumë se një proton, atëherë atomi është i ngarkuar negativisht. Anasjelltas, nëse elektronet janë më pak se protonet, ato janë të ngarkuara pozitivisht. Atomet e ngarkuara negativisht quhen jone negative, ndërsa atomet e ngarkuara pozitivisht quhen jone pozitive. Procesi i marrjes ose lëshimit të elektroneve nga një atom quhet jonizim. Kur themi, një atom është i ngarkuar, ajo që nënkuptohet është ngarkesa neto. Për shembull, një atom ka 10 elektrone dhe 7 protone. Ky atom është i ngarkuar negativisht sepse ka një tepricë prej 3 elektronesh. Pra, ngarkesa neto e këtij atomi është 3, dhe ky lloj ngarkese atomike është negativ. Figurat 3, 7, 10 janë vetëm shembuj për të lehtësuar kuptimin. Në realitet, sasia e një ngarkese elektrike të një objekti është një shumëfish i ngarkesës së elektronit ose ngarkesës së protonit.
Nëse një objekt ka aq elektrone sa ka protone, atëherë objekti është neutral ose nuk është i ngarkuar elektrikisht. Nëse një objekt ka më shumë elektrone sesa një proton, objekti është i ngarkuar negativisht, ndërsa nëse një objekt ka më pak elektrone sesa një proton, objekti është i ngarkuar pozitivisht. Objektet që fillimisht ishin neutrale mund të ngarkohen negativisht duke shtuar elektrone në objekt. Përndryshe, objektet mund të ngarkohen pozitivisht duke zvogëluar elektronet në objekt.
