Fizyka w Wicku
licznik odwiedzin:
1. Ładunki elektryczne
Budowa atomu:
Atom zbudowany jest z jądra atomowego i krążących wokół niego elektronów.
„Chociaż zupełnie nie wiemy, czym jest atom, trudno się oprzeć
pokusie wyobrażenia go sobie jako małej cząstki. Równie mało,
a może jeszcze mniej, wiemy o elektryczności. Tak, że nawet nie
umiemy powiedzieć, czy jest ona jakąś szczególną materią czy
po prostu ruchem zwykłej materii, czy wreszcie jakimś czynnikiem
lub siłą; a jednak wiele faktów świadczy o tym, że atomy są w jakiś
sposób powiązane z elektrycznością czy też są w nią wyposażone
i że zawdzięczają jej swe najbardziej uderzające cechy, między
innymi wzajemne powinowactwo chemiczne.”
Michael Faraday, 1834 r.
Elektron obdarzony jest ładunkiem ujemnym. Jądro atomu zbudowane jest z protonów (ładunek dodatni) oraz neutronów, które nie posiadają ładunku elektrycznego. Liczba elektronów i protonów pierwiastka w warunkach normalnych jest taka sama:
Ponieważ atomy w stanie podstawowym (normalnym) mają taką samą liczbę ładunków dodatnich jak i ujemnych – (tzn. liczba protonów jest taka sama jak liczba neutronów) to atom taki jest w stanie obojętnym.
Poniżej przykłady atomów wodoru i helu:
Stan obojętny materii – liczba ładunków dodatnich i ujemnych jest taka sama. Materia nie wykazuje właściwości elektrostatycznych w tym stanie
W stanie podstawowym atom jest obojętny (ma taką samą liczbę protonów co elektronów).
Atomy są małe. Ponieważ atom ma około 10- 11m czyli 0,00000000001 m, a jądro jest jeszcze mniejsze 10- 15 m.
Ponieważ mamy do czynienia z tak małymi składnikami materii, wiedza ta ugruntowała się w ciągu około 2000 lat. Dzisiaj mamy już metody na obserwację tak małych cząstek materii, ale jeszcze 1000 lat temu elektron był nieznany. Historia odkrycia elektronu jest bardzo fascynująca, ale o tym w innym temacie.
Ładunek elektryczny jest właściwością materii. Ładunek elektronu (jego właściwość) nazwano "ujemnym" dla odróżnienia tej właściwości od ładunku protonu ("dodatniego"). Są to nazwy umowne. Zauważono bowiem, że ładunki tego samego znaku się odpychają, a przeciwnego przyciągają. Czyli elektron odpycha elektron, a proton odpycha proton. Natomiast elektron z protonem się przyciągają.
Ładunek elektryczny przyjęto oznaczać literą Q. Jednostką jest [C] Coulomb. Jeden Coulomb jest bardzo dużym ładunkiem. Ponieważ ładunek najmniejszy z możliwych (ładunek elektronu) jest równy
Ładunek elektronu nazywamy ładunkiem elementarnym. Ładunek elektronu jest równy co do wartości ładunkowi protonu.
Ładunek elektryczny wytwarza wokół siebie pole elektryczne.
Ładunek punktowy wytwarza pole, którego linie rozchodzą się promieniście od tego ładunku. Takie pole nazywamy polem centralnym. Pole centralne występuje również na zewnątrz kuli o równomiernie naładowanej powierzchni.
Pole wokół ładunku dodatniego. Wstawiony do tego pola ładunek dodatni próbny będzie odpychany od żródła.
Pole wokół ładunku ujemnego. Wstawiony do tego pola ładunek dodatni próbny będzie przyciągany od żródła.
Ładunek próbny - to niewielki ładunek dodatni, który nie zakłóca badanego pola
Pole elektryczne - to własność przestrzeni wytworzona przez ładunek elektryczny, polegająca na tym, że na umieszczony w tej przestrzeni inny ładunek elektryczny działa siła.
Niezmienne w czasie pole elektryczne nazywamy polem elektrostatycznym.
Pole elektryczne przedstawiamy graficznie w postaci linii sił pola. Rysujemy je w taki sposób, by przedstawiały ruch ładunku próbnego (dodatniego) w tym polu.
