ساختمان ماده
در قرن گذشته مشخص شد كه ویژگی های الكتریكی مواد و پدیده های مربوط به الكتریسیته، ریشه در ساختمان ماده دارد. ملكول ها و اتم ها تشكیل دهنده تمام مواد موجود هستند.هر اتم از یك هسته سنگین (مركب از پروتون و نوترون) ساخته شده است. جرم پروتون1.673*10-27 Kg و جرم نوترون 1.675*10-27 Kgمی باشد.
در اطراف هسته، فضایی وجود دارد كه در الكترون ها در آن نواحی حضور دارند.
از دیدگاه اتمی بار الكترون منفی و بار پروتون مثبت است. بار الكتریكی همانند جرم یك خاصیت ذاتی پروتون و الكترون می باشد.
آزمایش نشان می دهد كه اندازه بار پروتون (e+) دقیقاً برابر اندازه بار الكترون (e-) است. مقدار e تقریباً برابر است با:
e=1.60*10-19 C
توجّه كنید كه e فقط مقدار بار پروتون یا الكترون را نشان می دهد و نشانگر نوع بار نیست. بار پروتون و الكترون كوچكترین مقدار بار الكتریكی شناخته شده بوده و بارهای بزرگتر، با افزودن یا كاستن الكترون از یك ماده حاصل می شوند، بنابراین هر بار دلخواه به بزرگی q را می توان به شكل حاصلضرب یك عدد صحیح در e نوشت، یعنی q=Ne، در این رابطه N حتماً یك عدد صحیح است. با توجّه به اینكه مقدار بار، حاصل ضرب یك عدد صحیح در مقداری ثابت است، بار را یك كمیت گسسته می نامند.
در یك كولن بار منفی چند الكترون وجود دارد؟
حل: بار منفی به واسطه فزونی الكترون در ماده ایجاد می شود. از آنجا كه هر الكترون به اندازه e=1.60*10-19 C بار دارد، تعداد الكترون ها از تقسیم اندازه بار q بر مقدار بار الكترون e به دست می آید:
N=q/e = 1 / 1.6*10-19 = 6.25*1018
در حالت عادی، یك جسم خنثی است زیرا تعداد بارهای مثبت و منفی آن برابر است. برای ایجاد بار مثبت در اجسام مختلف، ممكن است مقداری بار مثبت اضافی به آن ها داده شود و یا مقداری از بار منفی آن ها گرفته شود. در هر دو حالت، اثر كل بار در جسم یكی است و آن وجود بار مثبت در جسم است.
از دیدگاه فیزیك جدید وقتی دو جسم به یكدیگر مالش داده می شوند، الكترون ها با توجّه به علاقه نسبی دو جسم به الكترون، از یك ماده به ماده دیگر منتقل می گردند، بنابراین یكی از اجسام دچار كمبود و دیگری دارای فزونی الكترون خواهد بود.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: سمیرا بادامستانی
