విద్యుత్ ఛార్జ్

పరమాణువులలోని విద్యుత్ ఆవేశం గురించిన వ్యాసం

దయచేసి మీ చుట్టూ ఉన్న వస్తువులలో ఒకదాన్ని గమనించండి. మీరు ఒక వస్తువును, ఉదాహరణకు ఒక రాయిని, పగలగొడితే, ఆ రాయి చిన్న చిన్న ముక్కలుగా విడిపోతుంది. ఆ రాయిలోని భాగాన్ని మళ్ళీ పగలగొడితే, ఆ రాయి ముక్కలు మరింత చిన్న ముక్కలుగా మారతాయి. ఒకవేళ ఆ రాయిని ఇంకోసారి పగలగొడితే? సహజంగానే, ఆ రాయి మరింత చిన్నదిగా మారుతుంది. రాళ్లను చిన్న ముక్కల నుండి అనంతమైన ముక్కలుగా పగలగొట్టవచ్చా? వాస్తవం ఏమిటంటే, ఒక వస్తువును చిన్న భాగాలుగా విభజించినప్పుడు, దానిలోని అతి చిన్న భాగాన్ని ఇంకా చిన్న భాగాలుగా విభజించలేని ఒక స్థితికి చేరుకుంటుంది. విభజించలేని వస్తువులోని అతి చిన్న భాగాన్ని పరమాణువు అంటారు. కాబట్టి, విశ్వంలోని ప్రతి పదార్థంలోనూ పరమాణువులే అతి చిన్న భాగాలు.

పరమాణువులు ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లతో కూడి ఉంటాయి. ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు కలిసి పరమాణు కేంద్రకాలను ఏర్పరుస్తాయి, ఇవి సుమారుగా 10–15 మీటర్ల పొడవు ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకానికి వెలుపల ఉంటాయి మరియు సూర్యుని చుట్టూ గ్రహాలు తిరిగినట్లుగా, అవి పరమాణు కేంద్రకం చుట్టూ తిరుగుతాయి. ఒకవేళ పరమాణువు యొక్క వ్యాసం కొన్ని కిలోమీటర్లు అని భావిస్తే, అప్పుడు పరమాణు కేంద్రకం ఒక బిలియర్డ్ బంతి పరిమాణంలో ఉంటుంది.

^{మరియు ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకానికి మరియు కోర్‌కు మధ్య ఉంటాయి, అవి కోర్ నుండి సుమారు 10 -10} మీటర్ల దూరంలో ఉంటాయి . కోర్‌కు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌కు మధ్య ఖాళీ ఉంటుంది.

రుణాత్మక ఆవేశం గల ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువుల అంచులపై ఉంటాయి మరియు ధనాత్మక ఆవేశం గల ప్రోటాన్లు పరమాణు కేంద్రకంలో ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువు నుండి బయటకు వెళ్లకుండా, కేంద్రకం చుట్టూనే తిరుగుతూ ఉండాలంటే, ధనాత్మక ఆవేశం గల పరమాణు కేంద్రకం ఎలక్ట్రాన్‌పై ఒక ఆకర్షణ బలాన్ని ప్రయోగించాలి. ఎలక్ట్రాన్లను కేంద్రకం చుట్టూనే ఉండేలా ఆకర్షించి, వాటిని పరమాణువు నుండి వేరు చేయలేని బలాన్ని విద్యుత్ బలం అంటారు.

మరోవైపు, పరమాణు కేంద్రకంలో ధనాత్మక ఆవేశం గల ప్రోటాన్లు ఉంటాయి, కాబట్టి ఒకే రకమైన ఆవేశం కారణంగా ప్రోటాన్లు ఒకదానికొకటి వికర్షించుకోవాలి. ప్రోటాన్లు పరమాణువు నుండి విడిపోకుండా కేంద్రకంలో కలిసి ఉండాలంటే, ప్రోటాన్లను ఏకం చేసే ఒక బలం ఉండాలి. పరమాణు కేంద్రకంలో ప్రోటాన్లను కలిసి ఉండేలా బంధించే బలాన్ని కేంద్రక బలం అంటారు.

ప్రోటాన్ ద్రవ్యరాశి దాదాపు న్యూట్రాన్ ద్రవ్యరాశికి సమానంగా ఉంటుంది. పరమాణు ద్రవ్యరాశిలో సుమారు 99.9% పరమాణు కేంద్రకంపై కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, అయితే ఎలక్ట్రాన్లు చాలా తక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశి (me) = 9.1093897 x 10 ^-31 kg, న్యూట్రాన్ ద్రవ్యరాశి (mn) = 1.6749286 x 10 ^-27 kg, ప్రోటాన్ ద్రవ్యరాశి (mp) = 1.6726231 x 10 ^-27 kg.

విద్యుత్ పరిమాణం

ఎలక్ట్రాన్లు రుణాత్మకం, ప్రోటాన్లు ధనాత్మకం, మరియు న్యూట్రాన్లు తటస్థం. ప్రోటాన్లు లేదా న్యూట్రాన్లు క్వార్క్‌లతో ఏర్పడతాయి, వీటికి ఎలక్ట్రాన్ల ఆవేశానికి ± 1/3 మరియు ± 2/3 రెట్లు ఆవేశం ఉంటుంది. క్వార్క్‌లు పరమాణువులను ఏర్పరిచే అతి చిన్న కణాలు, కానీ ఇప్పటివరకు క్వార్క్‌లు ఒంటరి కణాలుగా విడిగా ఉన్నట్లు కనుగొనబడలేదు.

ఎలక్ట్రాన్ ఆవేశం లేదా ప్రోటాన్ ఆవేశం యొక్క పరిమాణం ఆవేశానికి ప్రాథమిక ప్రమాణం. ఒక వస్తువు యొక్క విద్యుత్ ఆవేశం, ఎలక్ట్రాన్ ఆవేశం లేదా ప్రోటాన్ ఆవేశం యొక్క గుణకంగా ఉంటుంది. దీనిని క్వాంటైజ్డ్ ఆవేశం అంటారు. ఉదాహరణకు, మనం ఉపయోగించే కరెన్సీలో అతి చిన్న భాగం 1 అయితే, ఒక వ్యక్తి వద్ద ఉన్న డబ్బు మొత్తం ఆ అతి చిన్న కరెన్సీ యొక్క గుణకాలలో 1గా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, నా వద్ద ఉన్న డబ్బు మొత్తం 2 మరియు 3.

ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఆవేశం –e మరియు ప్రోటాన్ యొక్క ఆవేశ పరిమాణం +e. ఒక వస్తువు యొక్క ఆవేశం e యొక్క గుణకం లేదా 1.60 x 10⁻¹⁹ ^{కూలంబ్} మరియు దీనిని Q = ± Ne ద్వారా వ్యక్తపరచవచ్చు. Q = ఆవేశాల సంఖ్య, ± ఆవేశం యొక్క రకాన్ని సూచిస్తుంది, N = పూర్ణసంఖ్య, e = 1.60 x 10⁻¹⁹ ^{కూలంబ్}.

వస్తువులలో విద్యుత్ ఆవేశం

ఒక పరమాణువులో ఎన్ని ఎలక్ట్రాన్లు, ఎన్ని ప్రోటాన్లు ఉన్నాయో, ఆ పరమాణువులోని మొత్తం విద్యుత్ ఆవేశం సున్నా అవుతుంది. అప్పుడు ఆ పరమాణువు తటస్థంగా లేదా విద్యుత్ ఆవేశం లేకుండా ఉంటుంది. ఒక తటస్థ పరమాణువులోని ప్రోటాన్లు లేదా ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను పరమాణు సంఖ్య (Z) అంటారు. ఎలక్ట్రాన్లు ఒక ప్రోటాన్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, ఆ పరమాణువు రుణావేశం కలిగి ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఎలక్ట్రాన్లు ప్రోటాన్ల కంటే తక్కువగా ఉంటే, అవి ధనావేశం కలిగి ఉంటాయి. రుణావేశం గల పరమాణువులను రుణ అయాన్లు అని, ధనావేశం గల పరమాణువులను ధనావేశం గల అయాన్లు అని అంటారు. ఒక పరమాణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్లను స్వీకరించే లేదా విడుదల చేసే ప్రక్రియను అయనీకరణం అంటారు. ఒక పరమాణువు ఆవేశం కలిగి ఉందని చెప్పినప్పుడు, దాని అర్థం నికర ఆవేశం. ఉదాహరణకు, ఒక పరమాణువులో 10 ఎలక్ట్రాన్లు మరియు 7 ప్రోటాన్లు ఉన్నాయి. ఈ పరమాణువులో 3 ఎలక్ట్రాన్లు అదనంగా ఉన్నందున, ఇది రుణావేశం కలిగి ఉంటుంది. కాబట్టి, ఈ పరమాణువు యొక్క నికర ఆవేశం 3, మరియు ఈ రకమైన పరమాణు ఆవేశం రుణాత్మకం. పటాలు 3, 7, 10 కేవలం అవగాహనను సులభతరం చేయడానికి ఇచ్చిన ఉదాహరణలు మాత్రమే. వాస్తవానికి, ఒక వస్తువు యొక్క విద్యుత్ ఆవేశం అనేది ఎలక్ట్రాన్ ఆవేశం లేదా ప్రోటాన్ ఆవేశం యొక్క గుణకంగా ఉంటుంది.

ఒక వస్తువులో ప్రోటాన్‌ల సంఖ్యకు సమానంగా ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటే, ఆ వస్తువు తటస్థంగా లేదా విద్యుత్ ఆవేశం లేకుండా ఉంటుంది. ఒక వస్తువులో ప్రోటాన్ కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటే, ఆ వస్తువు రుణావేశం కలిగి ఉంటుంది, అదేవిధంగా ఒక వస్తువులో ప్రోటాన్ కంటే తక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటే, ఆ వస్తువు ధనావేశం కలిగి ఉంటుంది. మొదట తటస్థంగా ఉన్న వస్తువులకు ఎలక్ట్రాన్‌లను జోడించడం ద్వారా వాటిని రుణావేశం గలవిగా మార్చవచ్చు. లేదంటే, వస్తువులోని ఎలక్ట్రాన్‌లను తగ్గించడం ద్వారా వాటిని ధనావేశం గలవిగా మార్చవచ్చు.