Електричний заряд та його дискретність. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона – основний закон електростатики

Яка ж природа електризації?

Сума всіх від’ємних зарядів в тілі по абсолютному значенню дорівнює сумі всіх позитивних зарядів.

Електрони, які знаходяться на периферії атома можуть відриватись від атома і переходити на їхнє тіло.

Тіло, яке втратило електрони буде зарядженим позитивно.

Тіло на яке перейшли «лишні» електрони заряджається негативно.

Тіло електризується коли воно отримує електричний заряд, тобто коли воно отримує або втрачає електрони.

При електризації тіл заряди не створюються, а тільки розділяються: тобто негативні електрони переходять з одного тіла на інше.

При терті ебонітової палички об вовну паличка отримує негативний заряд. Це означає, що частина електронів з вовни перейшла на ебонітову паличку. Заряд палички став «-», а вовна стала зарядженою позитивно «+». Можна пояснити чому метали добре проводять електрику, а діелектрики не проводять.

В металах є вільні електрони, які утворюють електронну хмару ці електрони дуже рухливі.

Електризація металу пов’язана з переміщенням електронної хмари під дією зовнішніх зарядів в тому чи іншому напрямку.

В ізоляторах практично всі електрони міцно зв’язані з ядрами атомів, вільних зарядів нема. Тому діелектрики у звичайних умовах не проводять електрики.

Електрометри використовуються для вимірювання електричних зарядів:

Електричний заряд може ділитися.

3. Електричний заряд та його дискретність.

Як тільки не називали електричний заряд, поки не відкрили його природу.

«Електричний флюїд», «вольтаїчна електрика», «атмосферна електрика», «тваринна електрика»… Заряди знаходили всюди.

Електричний заряд – це властивість матерії, яка визначає інтенсивність електромагнітної взаємодії.

Дослід, який довів, що грозові явища мають електричне походження, було проведено американським вченим Бенджаміном Франкліном. Він запускав під час грози повітряних зміїв і по металевому провіднику з грозової хмари отримував електричну іскру. Франклін показав, що електричний заряд, який є у атмосфері діє, як звичайні електричні заряди.

Довгий час фізики вважали, що електрика – це щось на шталт рідини.

Перші здогадки про те що електрика складається з особливих частинок, які пов’язані з атомами, з,явились при вивченні електролізу.

М.Фарадей зверну увагу на те, що при протіканні струму через провідну рідину кожна частинка рідини переносить заряд, що кратний деякому найменшому значенню. Треба було встановити, що значень заряду, менших цього найменшого кратного заряду не існує.

В 1909 році електричний заряд виміряв Міллікен, а в 1913 році Йоффе довів його дискретність.

Вони винайшли електроскоп (від грец. «skopein» -бачити) – прилад для виявлення і порівняння зарядів високої чутливості, зовсім не схожий на звичайний. Заряджаючи і розряджаючи краплинки мастила (це можна зробити за допомогою світла) вони винайшли те ж саме, що й Фарадей: заряди краплинок змінювались порціями, які мали найменше спільне  кратне, таке як у дослідах Фарадея. Було встановлено, що електричний заряд може ділитися.

          Поставивши ряд дослідів англійський фізик Джозеф Джон Томсон в 1897 році прийшов до висновку, що в природі існує найменша порція від’ємного заряду – заряд елекрону.

Цей рік вважають роком відкриття електрону.

Маса електрону m_e=9,1·10^-31кг.

Електричний заряд електрона вперше точно виміряв американський фізик Р. Міллікен.

Заряд електрона e=1.6∙10^-19Кл – найменший з можливих електричних зарядів. Одиницею вимірювання заряду є Кулон  на честь французького фізика Шарля Кулона. Заряд електрона негативний.

Електронний заряд елементарних частинок – це особлива характеристика частинки, кількісна міра її електромагнітної взаємодії з іншими частинками.

Дискретність заряду – прояв однієї з особливостей мікросвіту, яка властива також і ряду інших характеристик матерії.

Деякі елементарні частинки мають масу і володіють зарядом, який характеризує їх здатність до електромагнітної взаємодії.

Характер взаємодії різних пар заряджених частинок на відміну від гравітаційної взаємодії неоднаковий:

1.  Заряджені частинки або притягуються, або відштовхуються.

2.  Електричний заряд не існує сам по собі; частинка може не мати заряду, але носієм заряду може бути тільки частинка – заряд без частинки не існує.

3.  Заряди елементарних частинок можуть відрізнятися знаками (електрон, позитрон), абсолютне ж значення зарядів – однакове.

4.  Елементарні частинки мають найменший можливий електричний заряд, який спостерігається у окремої вільної елементарної частинки; цей заряд неможливо не зменшити, ні розділити на частини (це дослідний факт).