..:: FIZYKA ::..

Elektryczność

Część I
Elektryczna budowa materii

Wprowadzenie

Jeśli chcemy mówić o elektryczności zarówno statycznej (gdzie staramy się zrozumieć jak działają na siebie zgromadzone ładunki elektryczne) oraz dynamicznej (gdzie bardziej przyglądamy się zjawiskom towarzyszącym ładunkom będącym w ruchu) musimy stworzyć sobie elektryczny obraz materii.

Przystępując do tego zadania wiemy, że cała otaczająca nas materia występuje trzech podstawowych stanach skupienia (stałym, ciekłym i gazowym) i w zależności od temperatury otoczenia w jakim się znajduje, może zmieniać swój stan przechodząc z jednego w drugi. Potrafimy to sobie wyobrazić w oparciu o ruch cząsteczek i siły wzajemnego oddziaływania między nimi.

Materia zbudowana jest z cząsteczek, które z kolei są konstrukcjami złożonymi z atomów. Znaczy to, że materia zbudowana jest z atomów. Atomy natomiast są bardzo małe. Kiedyś uważano, że są niepodzielne.

Liczba atomów występujących w przyrodzie jest dość znaczna.

Jak w takim razie zrozumieć zagadnienia związane z elektrycznością w oparciu o budowę materii gdy atomów jest aż tyle. Rzecz jest znacznie prostsza niż może się wydawać. Należy tylko zrozumieć jak zbudowany jest atom!

Budowa atomu:

Poznamy ją w oparciu o model planetarny (istnieją już dokładniejsze modele ale dla naszych celów ten jest wystarczający).

W naszym modelu jest on zbudowany z jądra atomowego o ładunku dodatnim i znajdujących wokół jądra się na powłokach elektronów o ładunku ujemnym. Zazwyczaj atom jako całość jest elektrycznie obojętny. Znaczy to, że posiada tyle samo ładunków dodatnich co przeciwnego znaku.

Jądro atomowe jest niezwykle małe ale o wielkiej gęstości, zawiera w sobie prawie całą masę atomu. Dokładną budowę atomu możemy przedstawić tak:

• jądro atomowe (ładunek dodatni, zawiera prawie całą masę atomu) tworzą:
  • protony (oznaczenie p, ładunek o wartości równej ładunkowi elektronu ale o znaku dodatnim, masa w przybliżeniu równa 1840 masom elektronu  ;
  • neutrony (oznaczenie n, neutralny czyli bez ładunku, masa w przybliżeniu równa 1840 masom elektronu  ;
• elektrony (oznaczenie e, ładunek ujemny, jago masę oznaczamy po prostu jako 1 masę elektronu i jest bardzo mała) znajdują się na określonych powłokach wokół jądra tam gdzie prawdopodobieństwo ich zaobserwowania jest największe. Na określonych powłokach - nie w dowolnych odległościach od jądra atomowego!

Atomy mogą ze sobą reagować chemicznie a o ich właściwościach decydują elektrony rozmieszczone na ostatniej zewnętrznej powłoce. Tak zwane elektrony walencyjne.

Jeżeli atom zostanie pozbawiony przynajmniej jednego elektronu staje się jonem dodatnim (bo posiada niedobór elektronów w stosunku do protonów).

Jeżeli atom wzbogaci się przynajmniej o jeden nadmiarowy elektron staje się jonem ujemnym (bo posiada przewagę elektronów nad protonami).

Ładunek elementarny

Ponieważ uważa się, że elektron jest najmniejszą niepodzielną częścią to jego ładunek nazwano elementarnym. Jest to bardo mała wartość.

W układzie SI jednostką ładunku jest [1C] (jeden kulomb); ile to jest ładunków elementarnych jeszcze powiemy.

Koniec części I

Jeśli masz jakieś uwagi, pytania odnośnie tego działu skorzystaj z
forum fizyka

GÓRA         SZKOŁA