关于原子电荷的文章
请观察一下你周围的物体。如果你破坏一个物体,比如一块石头,这块石头就会碎成更小的碎片。如果再次破坏这块石头,碎片还会继续缩小。如果石头再次被破坏呢?当然,石头会越来越小。石头可以无限地被破坏吗?现实表明,物体被不断分割,最终会达到一个最小的单元,这个单元无法再被分割。这个无法分割的最小单元被称为原子。因此,原子是宇宙中所有物质的最小组成部分。
原子由电子、质子和中子组成。质子和中子构成原子核,原子核的长度约为10-15米。电子位于原子核外,围绕原子核运动,就像行星围绕太阳运动一样。假设原子的直径为几公里,那么原子核的大小就相当于一个台球。
电子位于原子核和原子核之间,距离原子核中心约10⁻¹⁰米。原子核和电子之间存在空间。
带负电的电子位于原子边缘,带正电的质子位于原子核内。为了使电子能够围绕原子核运动而不脱离原子,带正电的原子核必须对电子施加吸引力。这种使电子留在原子核周围且无法脱离原子核的力称为电场力。
另一方面,原子核内部存在带正电荷的质子,由于电荷相同,质子之间必然相互排斥。为了使质子保持在原子核内而不脱离原子,必须存在一种将它们结合在一起的力。这种使质子保持在原子核内的力被称为核力。
质子的质量几乎与中子的质量相同。原子质量的约99.9%集中在原子核上,而电子的质量则非常小。电子质量(me)= 9.1093897 x 10⁻³¹ kg ,中子质量(mn)= 1.6749286 x 10⁻²⁷ kg ,质子质量(mp)= 1.6726231 x 10⁻²⁷ kg 。
电量
电子带负电,质子带正电,中子不带电。质子和中子由夸克组成,夸克的电荷量分别是电子电荷量的±1/3和±2/3倍。夸克是构成原子的最小粒子,但迄今为止,尚未发现夸克以单个粒子的形式存在。
电子电荷或质子电荷是电荷的基本单位。物体的电荷量是其电子电荷或质子电荷的倍数,这称为电荷量子化。例如,如果我们使用的货币的最小面额是1,那么一个人拥有的以最小面额为单位的金额就是1。例如,我的钱是2和3。
电子的电荷量为 -e,质子的电荷量为 +e。物体的电荷量是 e 或 1.60 × 10⁻¹⁹库仑的倍数,可以用公式 Q = ± Ne 表示。其中,Q 为电荷数,± 表示电荷类型,N 为整数,e = 1.60 × 10⁻¹⁹库仑。
物体中的电荷
如果一个原子中的电子数与质子数相等,那么该原子的总电荷为零,即该原子是中性的,不带电。中性原子中质子或电子的数量称为原子序数(Z)。如果电子数多于质子数,则该原子带负电。反之,如果电子数少于质子数,则该原子带正电。带负电的原子称为负离子,带正电的原子称为正离子。原子获得或释放电子的过程称为电离。我们所说的原子带电,指的是其净电荷。例如,一个原子有10个电子和7个质子。由于该原子多出3个电子,因此它带负电。所以,该原子的净电荷为3,这种类型的原子电荷为负电荷。图3、图7和图10仅为示例,旨在帮助理解。实际上,物体所带电荷量是电子电荷或质子电荷的倍数。
如果一个物体所含的电子数与质子数相等,则该物体呈电中性,不带电。如果一个物体所含的电子数多于一个质子,则该物体带负电;如果一个物体所含的电子数少于一个质子,则该物体带正电。原本呈电中性的物体可以通过增加电子而带负电,反之亦然,可以通过减少物体中的电子而带正电。