Отрицателен заряд на електричество. Частицата с най-малко отрицателен заряд -

Електротехника Резюме

Изпълнено от: Роман Агафонов

Агропромишлен колеж Луга

Невъзможно е да се даде кратко, задоволително във всички отношения определение за такса. Свикнали сме да намираме разбираеми обяснения за много сложни образувания и процеси като атом, течни кристали, разпределение на молекулите по скорости и т.н. Но най-основните, фундаментални понятия, неделими на по-прости, лишени, според науката днес, от какъвто и да е вътрешен механизъм, не могат да бъдат обяснени накратко по задоволителен начин. Особено ако обектите не се възприемат директно от сетивата ни. Електрическият заряд принадлежи към такива основни понятия.

Нека първо се опитаме да разберем не какво е електрически заряд, а какво се крие зад твърдението, че дадено тяло или частица има електрически заряд.

Знаете, че всички тела са изградени от най-малките, неделими в по-прости (доколкото науката вече знае) частици, които следователно се наричат \u200b\u200bелементарни. Всички елементарни частици имат маса и поради това те се привличат една към друга. Според закона за всеобщата гравитация силата на привличане намалява относително бавно, тъй като разстоянието между тях се увеличава: обратно пропорционално на квадрата на разстоянието. Освен това повечето елементарни частици, макар и не всички, имат способността да взаимодействат помежду си със сила, която също намалява обратно на квадрата на разстоянието, но тази сила е огромен брой, пъти по-голям от силата на гравитацията. И така, във водородния атом, схематично показан на Фигура 1, електрон се привлича към ядрото (протона) със сила 1039 пъти по-голяма от силата на гравитационното привличане.

Ако частиците взаимодействат помежду си със сили, които бавно намаляват с увеличаване на разстоянието и са в пъти по-големи от силите на универсалната гравитация, тогава те казват, че тези частици имат електрически заряд. Самите частици се наричат \u200b\u200bзаредени. Има частици без електрически зарядно няма електрически заряд без частица.

Взаимодействията между заредени частици се наричат \u200b\u200bелектромагнитни. Когато казваме, че електроните и протоните са електрически заредени, това означава, че те са способни на взаимодействия от определен тип (електромагнитни) и нищо повече. Липсата на заряд върху частиците означава, че той не открива такива взаимодействия. Електрическият заряд определя интензивността на електромагнитните взаимодействия, точно както масата определя интензивността на гравитационните взаимодействия. Електрическият заряд е втората (след масата) най-важна характеристика на елементарните частици, която определя тяхното поведение в околния свят.

Поради това

Електрическият заряд е физическа скаларна величина, която характеризира свойството на частиците или телата да влизат в електромагнитни силови взаимодействия.

Електрическият заряд се обозначава с буквите q или Q.

Точно както механиката често използва концепцията материална точка, което дава възможност за значително опростяване на решаването на много проблеми, идеята за точков заряд се оказва ефективна при изучаване на взаимодействието на зарядите. Точковият заряд е заредено тяло, чиито размери са много по-малки от разстоянието от това тяло до точката на наблюдение и други заредени тела. По-специално, ако се говори за взаимодействието на две точкови заряди, тогава се приема, че разстоянието между двете разглеждани заредени тела е много по-голямо от линейните им размери.

Електрическият заряд на елементарна частица не е специален "механизъм" в частица, който би могъл да бъде отстранен от нея, разложен на съставните й части и сглобен отново. Наличието на електрически заряд в електрон и други частици означава само съществуването на определени взаимодействия между тях.

В природата има частици с противоположни заряди. Зарядът на протона се нарича положителен, а зарядът на електрона - отрицателен. Положителният знак на заряда на частица не означава, разбира се, че той има специални предимства. Въвеждането на заряди от два знака просто изразява факта, че заредените частици могат както да привличат, така и да отблъскват. Със същите знаци на заряда частиците се отблъскват, а с различни знаци се привличат.

Сега няма обяснение за съществуването на два вида електрически заряди. Във всеки случай не се откриват фундаментални разлики между положителните и отрицателните заряди. Ако знаците на електрическите заряди на частиците бяха обърнати, естеството на електромагнитните взаимодействия в природата нямаше да се промени.

Положителните и отрицателните заряди се компенсират много добре във Вселената. И ако Вселената е крайна, тогава общият й електрически заряд е, по всяка вероятност, равен на нула.

Най-забележителното е, че електрическият заряд на всички елементарни частици е абсолютно еднакъв по абсолютна стойност. Има минимален заряд, наречен елементарен, който всички заредени елементарни частици имат. Зарядът може да бъде положителен, като протон, или отрицателен, като електрон, но модулът на заряда е еднакъв във всички случаи.

Невъзможно е да се отдели част от заряда, например от електрон. Това е може би най-изненадващото нещо. Не модерна теория не може да обясни защо зарядите на всички частици са еднакви и не е в състояние да изчисли стойността на минималния електрически заряд. Определя се експериментално с помощта на различни експерименти.

През 60-те години, след като броят на новооткритите елементарни частици започна да нараства тревожно, беше изложена хипотеза, че всички силно взаимодействащи частици са композитни. По-фундаменталните частици бяха наречени кварки. Оказа се поразително, че кварките трябва да имат частичен електрически заряд: 1/3 и 2/3 елементарен заряд... За изграждането на протони и неутрони са достатъчни два вида кварки. И техният максимален брой, очевидно, не надвишава шест.

Невъзможно е да се създаде макроскопичен стандарт на единица електрически заряд, подобен на стандарт за дължина - метър, поради неизбежното изтичане на заряд. Би било естествено електронният заряд да се приема като единица (това сега се прави в атомната физика). Но по времето на Кулон още не се знаеше за съществуването на електрон в природата. Освен това зарядът върху електрона е твърде малък и поради това е труден за използване като еталон.

В Международната система от единици (SI) единицата заряд - кулон се задава, като се използва единицата на текущата сила:

1 кулон (Cl) е заряд, който преминава през напречното сечение на проводник за 1 s при ток от 1 А.

Зарядът от 1 С е много висок. Два такива заряда на разстояние 1 км биха се отблъснали със сила, малко по-малка от силата, с която земята привлича товар с маса 1 т. Следователно е невъзможно да се информира малко тяло (с размер около няколко метра) заряд от 1 С. Като се отблъскват, заредените частици не биха могли да останат на такова тяло. В природата няма други сили, които биха могли да компенсират отблъскването на Кулон при тези условия. Но в проводник, който обикновено е неутрален, не е трудно да се задейства заряд от 1 С. Наистина, в обичайното крушка с мощност 100 W при напрежение 127 V се задава ток малко по-малък от 1 А. В този случай през напречното сечение на проводника за 1 s преминава заряд от почти 1 C.

Електрометърът се използва за откриване и измерване на електрически заряди. Електрометърът се състои от метален прът и стрелка, които могат да се въртят около хоризонтална ос (фиг. 2). Прът със стрела е фиксиран в втулка от плексиглас и е поставен в цилиндрично метално тяло, покрито със стъклени капаци.

Принципът на действие на електрометъра. Нека докоснем пръчката на електрометъра с положително заредена пръчка. Ще видим, че иглата на електрометъра е отклонена с определен ъгъл (виж фиг. 2). Въртенето на стрелката се обяснява с факта, че когато заредено тяло докосне пръта на електрометъра, електрическите заряди се разпределят по стрелката и пръта. Отблъскващите сили, действащи между едноименните електрически заряди върху пръта и стрелата, карат стрелата да се завърти. Отново наелектризираме ебонитовата пръчка и отново я докосваме до пръта на електрометъра. Опитът показва, че с увеличаване на електрическия заряд на пръта ъгълът на отклонение на стрелката от вертикалното положение се увеличава. Следователно по ъгъла на отклонение на иглата на електрометъра може да се прецени стойността на електрическия заряд, предаден на пръчката на електрометъра.

Съвкупността от всички известни експериментални факти дава възможност да се разграничат следните свойства на заряда:

Има два вида електрически заряди, условно наречени положителни и отрицателни. Телата, които действат върху други заредени тела по същия начин като стъклото, наелектризирано чрез триене срещу коприна, се наричат \u200b\u200bположително заредени. Отрицателно заредените тела са тела, които действат по същия начин като ебонита, наелектризирани чрез триене срещу вълна. Изборът на наименованието "положително" за заряди, появяващи се на стъкло, и "отрицателно" за заряди върху ебонит е напълно случаен.

Таксите могат да се прехвърлят (например чрез директен контакт) от едно тяло на друго. За разлика от телесното тегло, електрическият заряд не е неразделна характеристика на дадено тяло. Едно и също тяло при различни условия може да има различен заряд.

Като обвинения отблъскват, за разлика - привличат. Това разкрива и фундаменталната разлика между електромагнитните сили и гравитационните. Гравитационните сили винаги са гравитационни сили.

Важно свойство на електрическия заряд е неговата дискретност. Това означава, че има някакъв най-малък, универсален, допълнителен неделим елементарен заряд, така че зарядът на всяко тяло е кратен на този елементарен заряд:

където N е цяло число, e е стойността на елементарния заряд. Според съвременните концепции този заряд е числено равен на електронния заряд e \u003d 1,6 ∙ 10-19 C. Тъй като стойността на елементарния заряд е много малка, то за повечето наблюдавани и използвани на практика заредени тела, числото N е много голямо и дискретният характер на промяната на заряда не се проявява. Следователно се смята, че при нормални условия електрическият заряд на телата се променя почти непрекъснато.

Закон за запазване на електрическия заряд.

Вътре в затворена система за всякакви взаимодействия алгебричната сума на електрическите заряди остава постоянна:

Изолирана (или затворена) система, ще наречем система от тела, в която отвън не се въвеждат електрически заряди и не се отстраняват от нея.

Никъде и никога в природата електрически заряд от същия знак не възниква или изчезва. Появата на положителен електрически заряд винаги е придружена от появата на отрицателен заряд, равен по големина. Нито положителният, нито отрицателният заряд не могат да изчезнат отделно, те могат взаимно да се неутрализират само ако са равни по модул.

Така че елементарните частици са в състояние да се трансформират една в друга. Но винаги при раждането на заредени частици има поява на двойка частици със заряди от противоположния знак. Може да се наблюдава едновременно раждане на няколко такива двойки. Заредените частици изчезват, превръщайки се в неутрални, също само по двойки. Всички тези факти не оставят съмнение относно стриктното спазване на закона за запазване на електрическия заряд.

Причината за запазването на електрическия заряд все още е неизвестна.

Електрифициране на тялото

Макроскопските тела обикновено са електрически неутрални. Атом на всяко вещество е неутрален, тъй като броят на електроните в него е равен на броя на протоните в ядрото. Положително и отрицателно заредени частици са свързани помежду си чрез електрически сили и образуват неутрални системи.

Голямо тяло се зарежда, когато съдържа излишък от елементарни частици с един знак на заряд. Отрицателният заряд на тялото се дължи на излишъка на електрони в сравнение с протоните, а положителният заряд се дължи на липсата им.

За да се получи електрически заредено макроскопично тяло или, както се казва, да се наелектризира, е необходимо да се отдели част от отрицателния заряд от свързания с него положителен заряд.

Най-лесният начин да направите това е чрез триене. Ако прокарате гребен през косата си, тогава малка част от най-подвижните заредени частици - електрони - ще преминат от косата към гребена и ще я зареждат отрицателно, а косата ще се зарежда положително. По време на електрификацията чрез триене и двете тела придобиват заряди, противоположни по знак, но равни по големина.

Електрифицирането на тела с помощта на триене е много лесно. Но обяснението как се случва това се оказа много трудна задача.

1 версия. Когато се наелектризират телата, важен е близък контакт между тях. Електрическите сили задържат електроните в тялото. Но за различните вещества тези сили са различни. При близък контакт малка част от електроните на това вещество, при които връзката на електроните с тялото е относително слаба, преминава към друго тяло. В този случай изместванията на електроните не надвишават размера на междуатомните разстояния (10-8 cm). Но ако телата са изключени, и двамата ще бъдат заредени. Тъй като повърхностите на телата никога не са идеално гладки, тесният контакт между телата, необходим за прехода, се установява само на малки площи от повърхности. Когато телата се търкат едно в друго, броят на областите с близък контакт се увеличава и по този начин общият брой заредени частици, преминаващи от едно тяло в друго, се увеличава. Но не е ясно как електроните могат да се движат в такива непроводящи вещества (изолатори) като ебонит, плексиглас и други. В края на краищата те са свързани в неутрални молекули.

Версия 2. Използвайки примера на йонен кристал LiF (изолатор), това обяснение изглежда така. По време на образуването на кристал възникват различни видове дефекти, по-специално свободни места - незапълнени места във възлите на кристалната решетка. Ако броят на свободните места за положителни литиеви йони и отрицателни за флуор не е еднакъв, тогава кристалът ще се зарежда в обем по време на формирането. Но зарядът като цяло не може да бъде задържан от кристала дълго време. Във въздуха винаги има определено количество йони и кристалът ще ги изтегли от въздуха, докато кристалният заряд бъде неутрализиран от слой йони на повърхността му. За различните изолатори космическите заряди са различни и следователно зарядите на повърхностните слоеве на йони са различни. По време на триенето повърхностните слоеве на йони се смесват и когато изолаторите се разкачат, всеки от тях се оказва зареден.

Но могат ли два еднакви изолатора, например едни и същи кристали LiF, да се наелектризират по време на триене? Ако те имат същите вътрешни космически заряди, тогава не. Но те също могат да имат различни присъщи заряди, ако условията на кристализация са различни и се появи различен брой свободни места. Опитът показва, че в действителност може да възникне електрификация по време на триене на еднакви кристали рубин, кехлибар и др. Даденото обяснение обаче едва ли е правилно във всички случаи. Ако телата се състоят например от молекулярни кристали, тогава появата на свободни места в тях не трябва да води до зареждане на тялото.

Друг начин за наелектризиране на телата е чрез излагането им на различни лъчения (по-специално на ултравиолетово, рентгеново и γ-лъчение). Този метод е най-ефективен за електрифицирането на металите, когато под действието на радиация електроните се избиват от металната повърхност и проводникът получава положителен заряд.

Електрификация чрез влияние. Проводникът се зарежда не само при контакт с заредено тяло, но и когато е на известно разстояние. Нека разгледаме това явление по-подробно. Окачваме леки листове хартия върху изолиран проводник (фиг. 3). Ако първоначално проводникът не е зареден, листата ще бъдат в огъващо се положение. Нека сега се приближим към проводника с изолирана метална топка, силно заредена, например със стъклен прът. Ще видим, че листата, окачени в краищата на тялото, в точки а и b, са отклонени, въпреки че зареденото тяло не докосва проводника. Проводникът се зарежда чрез въздействието, поради което самото явление е наречено „наелектризиране чрез въздействие“ или „електрическа индукция“. Зарядите, получени чрез електрическа индукция, се наричат \u200b\u200bиндуцирани или индуцирани. Листата, окачени в средата на тялото, в точки а 'и b', не се отклоняват. Това означава, че индуцираните заряди възникват само в краищата на тялото, а средата му остава неутрална или незаредена. Привеждане на електрифициран стъклен прът към листовете, окачени в точки a и b, е лесно да се гарантира, че листовете в точка b се отблъскват от него и листовете в точка a се привличат. Това означава, че в далечния край на проводника се появява заряд със същия знак като на топката, а в близките части се появяват заряди от различен знак. Като премахнем заредената топка, ще видим, че листата ще слязат надолу. Явлението протича по напълно аналогичен начин, ако повторите експеримента, зареждайки топката отрицателно (например с помощта на уплътняващ восък).

От гледна точка електронна теория тези явления лесно се обясняват със съществуването на свободни електрони в проводника. Когато към проводник се приложи положителен заряд, електроните се привличат към него и се натрупват в най-близкия край на проводника. Върху него има определен брой „излишни“ електрони и тази част от проводника се зарежда отрицателно. В далечния край липсват електрони и следователно излишък от положителни йони: тук се появява положителен заряд.

Когато отрицателно заредено тяло бъде доведено до проводник, електроните се натрупват в далечния край, а в близкия край се получава излишък от положителни йони. След отстраняване на заряда, който причинява движението на електроните, те отново се разпределят по проводника, така че всички части от него все още са незаредени.

Движението на зарядите по проводника и натрупването им в краищата му ще продължи, докато ефектът от излишните заряди, образувани в краищата на проводника, не балансира излъчващите се от топката електрически сили, под влиянието на които се случва преразпределението на електроните. Липсата на заряд в средата на тялото показва, че силите, излъчвани от топката, са балансирани тук, а силите, с които излишните заряди, натрупани в краищата на проводника, действат върху свободните електрони.

Индуцираните заряди могат да бъдат разделени чрез разделяне на проводника на части в присъствието на заредено тяло. Това преживяване е показано на фиг. 4. В този случай изместените електрони вече не могат да се върнат обратно след отстраняване на заредената топка; тъй като има диелектрик (въздух) между двете части на проводника. Излишните електрони се разпределят из цялата лява страна; липсата на електрони в точка b се попълва частично от зоната на точка b ', така че всяка част от проводника се зарежда: лявата - със заряд, противоположен на знака на заряда на топката, дясната - с заряд със същото име като заряда на топката. Не само листата се разминават в точки a и b, но и неподвижните преди това листа в точки a 'и b'.

Буров Л.И., Стрелчения В.М. Физика от А до Я: студенти, кандидати, преподаватели. - Минск: Парадокс, 2000. - 560 с.

Мякишев Г.Я. Физика: Електродинамика. 10-11 клас: учебник. За задълбочено изучаване на физиката / Г. Я. Мякишев, А.З. Синяков, Б.А. Слободсков. - М.Ж. Буста, 2005. - 476 с.

Физика: Учебник. ръководство за 10 клетки. шк. и класове с задълбочени. проучване физици / О. Ф. Кабардин, В. А. Орлов, Е. Е. Евенчик и др .; Изд. А. А. Пински. - 2-ро изд. - М.: Образование, 1995. - 415 с.

Учебник по елементарна физика: Урок... В 3 тома / Изд. G.S. Ландсберг: Т. 2. Електричество и магнетизъм. - M: FIZMATLIT, 2003. - 480 с.

- скалар физическо количество, квантована и инвариантна, което е количествена мярка за свойството на физическите тела или частици материя да влизат в електромагнитно взаимодействие. Електрическият заряд обикновено се обозначава с латинските букви q или Q. Единицата за електрически заряд SI е Coulomb.
В познатия ни макроскопичен свят електрически заряд възниква в резултат на процеса на наелектризиране, например наелектризиране чрез триене, и се проявява в привличането или отблъскването на заредени тела. Фактът, че когато се търка, кехлибарът придобива способността да привлича леки предмети към себе си, е описан през 600 г. пр. Н. Е. Фалес от Милет. Експериментите с електроскоп показват, че тази възможност може да се прояви по-слаба или по-силна, т.е. че електрическият заряд може да се характеризира количествено. Електрически заряд може да тече от едно тяло към друго.
Електрическите заряди са два вида, те се наричат положителен и отрицателен такси (положителни и отрицателни). Съществуването на два вида заряди е коланна разлика във взаимодействието на наелектризираните тела. Обвиненията със същото име се отблъскват, за разлика от повдигането на обвиненията. Контактът на отрицателно заредено тяло с положително заредено води до намаляване на зарядите на телата, т.е. отрицателният заряд компенсира положителния и обратно. Извикват се тела, в които електрическите заряди са напълно компенсирани неутрален. Такива са повечето тела в природата, тъй като силите на взаимодействие между електрическите заряди са много значими и те задвижват зарядите, в които те се компенсират и телата се разреждат.
Количествено силите, произтичащи от взаимодействието на зарядите, са описани от закона на Кулон. Взаимодействието между зарядите се медиира от електрическо поле, което възниква около всяко заредено тяло.
Движението на зарядите води до генериране на електрически ток. Преместване на такси, т.е. електричество, създават около себе си не само електрическо, но и магнитно поле.
Според съвременните концепции електрическият заряд е свойство на частиците, които изграждат атоми и молекули. Ядрата на атомите трябва да бъдат заредени положително, докато електроните трябва да бъдат отрицателно заредени. Като цяло повечето атоми са неутрални, тъй като всеки от тях има толкова много електрони, за да компенсира допълнителния заряд на ядрото. Закони квантова механика водят до факта, че тежките ядра са заобиколени като облак от леки електрони. В случай на излишък или отсъствие на електрони, атомите стават отрицателно или положително заредени йони.
Основно електрическият ток се обяснява с движението на електроните, но в някои случаи, например в електролитите, електрическият ток се дължи на движението на йони.
В допълнение към електроните, много други елементарни частици имат електрически заряд. Ядрото на атома се състои от положително заредени протони и неутрални неутрони. Освен това други частици имат електрически заряд: мюони, тауони, мезони, каони и др. За всяка частица, с изключение на фотон, има античастица с обратен електрически заряд. И така, за електрон античастицата е позитрон, чийто заряд е положителен, за протон, антипротон с отрицателен заряд и т.н.
Важна характеристика на заряда е, че той е квантуван (дискретен). Тоест има най-малкия електрически заряд, с който общият заряд на тялото може да бъде увеличен или намален. Този заряд се нарича единичен или елементарен и често се обозначава с латинската буква e.

E \u003d 1.601 10 -19 Cl.

По този начин електрическият заряд на частица може да се разглежда в две същности: способността на частицата да създава електрическо поле и да взаимодейства с него: дискретно количество, което приема целочислени стойности, например, и константа, характеризираща интензивността на това взаимодействие , чиято количествена стойност е количеството e. В безразмерни единици интензивността на взаимодействието може да бъде изразена чрез константата на фината структура чрез разделяне на квадрата e на произведението на две други основни константи: скоростта на светлината и константата на Планк.
Носителите на заряд са стабилни - стабилни и нестабилни - нестабилни частици. Сред самите частици електронът има единица отрицателен заряд, протонът има единица положителен заряд. Зарядът на ядрата на атомите се определя от броя на протоните в тях.
Теорията на кварка твърди, че тези елементарни частици имат частичен електрически заряд: или от елементарен заряд.

Прочетете повече в статията Закон за запазване на електрическия заряд

Един от основните закони на физиката гласи, че електрическият заряд не възниква или изчезва. В макроскопичния свят това означава, че зарядът на определено тяло може да се увеличи или намали само в резултат на преливането му в други тела и компенсация от заряда на различен знак. Изолирана физическа система запазва своя заряд. В света на елементарните частици законът за запазване означава, че за всякакви трансформации на частици се запазва алгебричната сума на зарядите на частиците.
Изразът често се използва зарядът се движи, в този случай имаме предвид, че носителят на заряд се движи или тяло, което има излишък от определени носители на заряд. Неутралността на телата показва, че такива тела имат еднакъв брой положителни и отрицателни заряди.

3.1. Електрически заряд

Още в древността хората забелязват, че парче кехлибар, носено с вълна, започва да привлича различни малки предмети: прахови частици, конци и други подобни. Можете лесно да се убедите сами, че пластмасов гребен, втрит в косата ви, започва да привлича малки парчета хартия. Това явление се нарича електрификация, а силите, действащи в този случай са електрически сили... И двете имена идват от гръцката дума "електрон", което означава "кехлибар".
Когато триете гребените върху косата или абаносовата пръчка срещу вълната, предмети зареждане, на тях електрически заряди... Заредените тела взаимодействат помежду си и между тях възникват електрически сили.
Не само твърдите вещества, но и течностите и дори газовете могат да се наелектризират чрез триене.
Когато телата се наелектризират, веществата, от които са съставени наелектризиращите се тела, не се превръщат в други вещества. По този начин електрификацията е физическо явление.
Има два различни вида електрически заряди. Те са наименувани съвсем условно " положителен "зареждане и " отрицателен "такса (и бихте могли да ги наречете "черни" и "бели", или "красиви" и "ужасни", или нещо друго).
Положително заредена те наричат \u200b\u200bтела, които действат върху други заредени предмети по същия начин като стъклото, наелектризирани чрез триене срещу коприна.
Отрицателно заредено те наричат \u200b\u200bтела, които действат върху други заредени предмети по същия начин като уплътняващия восък, наелектризиран чрез триене срещу вълна.
Основното свойство на заредените тела и частици: вероятно заредените тела и частици се отблъскват, а противоположно заредените се привличат. В експерименти с източници на електрически заряди ще се запознаете с някои други свойства на тези заряди: зарядите могат да „преливат“ от един обект в друг, да се натрупват, може да възникне електрически разряд между заредени тела и т.н. Ще изучите подробно тези свойства в курса по физика.

Електрически заряд ( Въпрос: или q) Е физическа величина, тя може да бъде повече или по-малко и следователно може да бъде измерена. Но физиците все още не могат директно да сравняват зарядите помежду си, следователно те не сравняват самите заряди, а действието, което заредените тела упражняват едно върху друго или върху други тела, например силата, с която едно заредено тяло действа върху друго.

Силите (F), действащи върху всяко от двете точково заредени тела, са противоположно насочени по права линия, свързваща тези тела. Стойностите им са равни една на друга, пряко пропорционални на произведението от зарядите на тези тела (q 1 ) и (q 2 ) и са обратно пропорционални на квадрата на разстоянието (l) между тях.

Това съотношение се нарича "закон на Кулон" в чест на френския физик Шарл Кулон (1763-1806), който го е открил през 1785 година. Зависимостта на кулоновските сили от знака на заряда и разстоянието между заредените тела, което е най-важно за химията, е ясно показана на фиг. 3.1.

Мерната единица за електрически заряд е кулон (дефиниция в курс по физика). Заряд от 1 C преминава през 100-ватова крушка за около 2 секунди (при 220 V).

До края на 19 век естеството на електричеството остава неясно, но многобройни експерименти водят учените до извода, че големината на електрическия заряд не може да се променя непрекъснато. Установено е, че има най-малката, тогава неделима част от електричеството. Зарядът на тази порция се нарича "елементарен електрически заряд" (обозначен с буквата д). Оказа се 1.6. 10-19 cl. Това е много малка стойност - почти 3 милиарда милиарда елементарни електрически заряда преминават през нишката на същата крушка за 1 секунда.
Всеки заряд е кратен на елементарен електрически заряд, следователно елементарен електрически заряд е удобен за използване като единица за измерване на малки заряди. Поради това,

1д \u003d 1,6. 10-19 cl.

В края на 19-ти и 20-ти век физиците осъзнават, че носителят на елементарен отрицателен електрически заряд е микрочастица, получила името електрон (Джоузеф Джон Томсън, 1897). Носителят на елементарен положителен заряд е микрочастица, наречена протон - е открит малко по-късно (Ърнест Ръдърфорд, 1919). В същото време беше доказано, че положителните и отрицателните елементарни електрически заряди са равни по абсолютна стойност

По този начин елементарният електрически заряд е зарядът на протона.
С други характеристики на електрона и протона ще се запознаете в следващата глава.

Въпреки факта, че съставът на физическите тела включва заредени частици, в нормално състояние телата са незаредени, или електрически неутрален... Много сложни частици, като атоми или молекули, също са електрически неутрални. Общият заряд на такава частица или такова тяло се оказва нулев, тъй като броят на електроните и броят на протоните, съставляващи частицата или тялото, са равни.

Телата или частиците се зареждат, ако електрическите заряди са разделени: върху едно тяло (или частица) има излишък от електрически заряди на един знак, а на другия - друг. При химичните явления електрическият заряд на който и да е знак (положителен или отрицателен) не може нито да се появи, нито да изчезне, тъй като носителите на елементарни електрически заряди само на един знак не могат да се появят или изчезнат.

ПОЛОЖИТЕЛНА ЕЛЕКТРИЧНА ТАКСА, ОТРИЦАТЕЛНА ЕЛЕКТРИЧНА ТАКСА, ОСНОВНИ СОБСТВЕНОСТИ НА ЗАРЕДЕНИ ТЕЛА И ЧАСТИЦИ, ЗАКОН ЗА КОЛОНАТА, ЕЛЕКТРИЧЕСКА ТАКСА
1. Как се зарежда коприната при триене в стъкло? А вълната при триене срещу запечатващ восък?
2. Колко елементарни електрически заряда е 1 кулон?
3. Определете силата, с която две тела със заряди от +2 C и –3 C се привличат едно към друго, разположени на разстояние 0,15 m едно от друго.
4. Две тела със заряди +0,2 C и –0,2 C са на разстояние 1 cm едно от друго. Определете силата, с която са привлечени.
5. С каква сила се отблъскват една от друга две частици, носещи еднакъв заряд, равен на +3 д, и разположени на разстояние 2 E? Стойността на константата в уравнението на закона на Кулон к \u003d 9. 10 9 N.m 2 / Cl 2.
6. С каква сила се привлича електрон към протон, ако разстоянието между тях е 0,53 Е? А протонът към електрона?
7. Две еднакво и еднакво заредени топки са свързани с непроводима нишка. Средата на конеца е фиксирана. Начертайте как тези топчета ще бъдат разположени в пространството при условия, при които силата на гравитацията може да бъде пренебрегната.
8. Как при същите условия ще бъдат разположени в пространството три еднакви топки, завързани с еднаква дължина нишки за една опора? И четири?
Експерименти за привличане и отблъскване на заредени тела.

Страница 3

Поради това взаимопроникване, плътността на отрицателния електрически заряд в междуядреното пространство се увеличава. Положително заредените атомни ядра се привличат към припокриващата се област на електронните облаци. Това привличане преобладава над взаимното отблъскване на електроните със същото име, така че в резултат се образува стабилна молекула.

Ако свободен електрон с отрицателен електрически заряд се постави в пространството между два електрода с потенциална разлика Up, тогава под влияние електрическо поле електронът ще започне да се движи към положителния (аноден) електрод.

Томсън успя да покаже, че отрицателен електрически заряд се отстранява от цинкова плоча под действието ултравиолетова радиация, се състои от електрони. Излъчване на електрони от ултравиолетови или рентгенов наречен фотоелектричен ефект. Електроните, отделяни от металната плоча, се наричат \u200b\u200bфотоелектрони; те не се различават по характер от другите електрони.

Електронът е частица с отрицателен електрически заряд e - - 1 6XYu - 19 C. Неговата маса в покой е равна на 9 107 x 10 - 28 г. Електронът има ъглов момент (въртене), което причинява въртенето на електрона около собствената му ос. В резултат на въртенето възниква диполен магнитен момент, който определя свойствата на повечето пара- и феромагнитни вещества.

Останалата част от молекулата придобива отрицателен електрически заряд.

Глинестите частици във водата придобиват отрицателен електрически заряд, което причинява различни електрокинетични явления, които се появяват на повърхността на глинести частици.

Томсън успя да покаже, че отрицателният електрически заряд, отстранен от цинкова плоча под въздействието на ултравиолетова светлина, се състои от електрони. Излъчването на електрони от ултравиолетова светлина или рентгенови лъчи се нарича фотоелектричен ефект.

Електронът е най-малката частица с отрицателен електрически заряд, чиято стойност е равна на e 1 605 - 10 - 19 k esp e 4 833 X X 10 -10 абсолютна електростатична единица.

Солватацията се причинява от наличието на положителен или отрицателен електрически заряд върху частиците на разтвореното вещество и полярността на молекулите на разтворителя.

Електронът е най-малката частица с отрицателен електрически заряд, чиято стойност е равна на e 1 605 - 10 - 19 k или e 4 8 3 X X 10 -10 абсолютна електростатична единица.

С откриването на електрона - носител на отрицателен електрически заряд, а след това и на протона, който има положителен заряд, атомът започва да се разглежда като материална формация, състояща се от определен равен брой електрони и протони. Зарядът на тялото сега се обясняваше с факта, че поради една или друга причина броят на електроните в него не съответстваше на броя на протоните. Ако имаше по-малко електрони от протоните, тялото се смяташе за положително заредено, но ако имаше повече електрони от протоните, се смяташе за отрицателно заредено. Електрификацията на телата в светлината на тези възгледи не е била нищо повече от създаването на недостиг или излишък на електрони в тях чрез прехвърлянето им в други тела и заемането от последните. Това обяснява защо появата на определен електрически заряд на едно тяло неизбежно води до появата на такова количество противоположен заряд на друго тяло.

Електронът е елементарна неделима частица с отрицателен електрически заряд: e 1 6 - 10 19 C. Носител на еднакъв елемент положителен заряд е протонът - ядрото на водородния атом.