Elektr zaryadi

YOʻNALTIRISH Zaryad

Elektr zaryadi-bu moddaning elektromagnit maydonga joylashtirilganda kuchni boshdan kechirishiga olib keladigan moddaning fizik xususiyati. Elektr zaryadi ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin (odatda Konvensiya bo'yicha protonlar va elektronlar tomonidan olib boriladi). Ayblovlar bir-biriga qaytarmoq va farqli o'laroq ayblovlar bir-biriga jalb kabi. Aniq zaryad bo'lmagan ob'ekt neytral deb ataladi. Zaryadlangan moddalarning o'zaro ta'siri haqidagi dastlabki bilimlar endi klassik elektrodinamika deb ataladi va kvant effektlarini hisobga olishni talab qilmaydigan muammolar uchun hali ham to'g'ri.

Elektr zaryadi saqlanib qolgan xususiyatdir; izolyatsiya qilingan tizimning sof zaryadi, manfiy zaryad miqdorini minus musbat zaryad miqdori o'zgarmaydi. Elektr zaryadi subatomik zarralar tomonidan amalga oshiriladi. Oddiy materiyada manfiy zaryad elektronlar tomonidan, musbat zaryad esa atom yadrolaridagi protonlar tomonidan amalga oshiriladi. Agar moddaning bir qismida protonlardan ko'proq elektronlar bo'lsa, u manfiy zaryadga ega bo'ladi, agar kamroq bo'lsa, musbat zaryadga ega bo'ladi va agar teng sonlar bo'lsa, u neytral bo'ladi. Zaryad kvantlangan; u elementar zaryad deb nomlangan alohida kichik birliklarning butun son ko'paytmalarida keladi, e, taxminan 1.60210-19 C1 bu  mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan eng kichik zaryad. Kvarklar deb ataladigan zarralar kichikroq zaryadlarga ega, ularning ko'paytmalari e3/1, lekin ular faqat kombinatsiyada topiladi va har doim birlashib, zaryadga ega bo'lgan zarralarni hosil qiladi, bu butun songa teng e. standart modelda zaryad mutlaqo saqlanib qolgan lazzat kvant sonidir. Proton +e zaryadiga ega va elektron −e zaryadiga ega.

Elektr zaryadlari elektr maydonlarini hosil qiladi. harakatlanuvchi zaryad ham magnit maydon hosil qiladi. elektr zaryadlarining elektromagnit maydon bilan o'zaro ta'siri (elektr va magnit maydonning kombinatsiyasi) elektromagnit (yoki Lorents) kuchining manbai, bu fizikaning to'rtta asosiy o'zaro ta'siridan biridir. Zaryadlangan zarralar orasidagi foton vositachiligidagi o'zaro ta'sirlarni o'rganish deyiladi kvant elektrodinamikasi.

SI olingan elektr zaryad birligi bu Kulon (C) frantsuz fizigi nomidagi Charlz-Avgustin de Kulon. Elektrotexnikada amper-soat (a) dan foydalanish ham keng tarqalgan. Fizika va kimyoda elementar zaryad (e) ni birlik sifatida ishlatish odatiy holdir. Kimyo, shuningdek, bir mol elementar zaryadning zaryadi bo'lgan Faraday konstantasidan foydalanadi. Kichik belgi q ko'pincha zaryadni bildiradi.
thumb

Manfiy zaryadlangan zarracha bo'lgan elektron atrofidagi maydon chiziqlari va ekvipotentsiallar ko'rsatilgan diagramma. Elektr neytral atomda elektronlar soni protonlar soniga teng (ular musbat zaryadlangan), natijada aniq nol umumiy zaryad paydo bo'ladi

Zaryad-bu zaryad bilan boshqa moddalar ishtirokida elektrostatik tortishish yoki itarishni namoyish etadigan materiyaning asosiy xususiyati. Elektr zaryadi ko'plab subatomik zarrachalarning xarakterli xususiyatidir. Erkin turgan zarrachalarning zaryadlari elementar zaryadning butun sonlari e; biz elektr zaryadi kvantlangan deb aytamiz. Maykl Faradey o'zining elektroliz tajribalarida birinchi bo'lib elektr zaryadining diskret tabiatini qayd etdi. Robert Millikanning yog ' tushirish tajribasi bu haqiqatni to'g'ridan-to'g'ri namoyish etdi va elementar zaryadni o'lchadi. Zarralarning bir turi, kvarklar, ikkalasi ham fraksiyonel zaryadlarga ega ekanligi aniqlandi −3/1yoki +3/2, lekin ular har doim integral zaryadning ko'paytmalarida sodir bo'ladi deb ishoniladi; erkin turgan kvarklar hech qachon kuzatilmagan.

Konventsiyaga ko'ra, elektronning zaryadi manfiy, −e, proton zaryadi esa musbat, +e. zaryadlari bir xil belgiga ega bo'lgan zaryadlangan zarralar bir-birini qaytaradi va zaryadlari turli belgilarga ega bo'lgan zarralar o'ziga tortadi. Kulon qonuni ikki zarracha orasidagi elektrostatik kuchni kuch ularning zaryadlari mahsulotiga mutanosib va ular orasidagi masofa kvadratiga teskari proportsional ekanligini tasdiqlash orqali aniqlaydi. Antipartikulaning zaryadi mos keladigan zarrachaga teng, ammo qarama-qarshi belgi bilan.

Makroskopik ob'ektning elektr zaryadi u tashkil topgan zarrachalarning elektr zaryadlarining yig'indisidir. Ushbu zaryad ko'pincha kichikdir, chunki materiya atomlardan iborat va atomlar odatda teng miqdordagi proton va elektronlarga ega, bu holda ularning zaryadlari bekor qilinadi va aniq zaryad nolga teng bo'ladi va shu bilan atom neytral bo'ladi.
thumb|Musbat elektr zaryadi (chapda) va manfiy elektr zaryadi (o'ngda) tomonidan qo'zg'atilgan elektr maydoni.
Ion-bu bir yoki bir nechta elektronni yo'qotib, unga aniq musbat zaryad (kation) beradigan yoki bir yoki bir nechta elektronga ega bo'lgan, unga aniq manfiy zaryad (anion) beradigan atom (yoki atomlar guruhi). Monatomik ionlar bitta atomlardan, ko'p atomli ionlar bir-biriga bog'langan ikki yoki undan ortiq atomlardan hosil bo'lib, har holda musbat yoki manfiy zaryadli ion hosil qiladi.

Makroskopik ob'ektlarni shakllantirish jarayonida tarkibiy atomlar va ionlar odatda neytral atomlarga elektr bilan bog'langan neytral ion birikmalaridan tashkil topgan tuzilmalarni hosil qilish uchun birlashadi. Shunday qilib makroskopik ob'ektlar umumiy neytral bo'lishga intiladi, ammo makroskopik ob'ektlar kamdan-kam hollarda mukammal neytral hisoblanadi.

Ba'zida makroskopik jismlarda material bo'ylab tarqalgan, joyida qattiq bog'langan ionlar mavjud bo'lib, ular ob'ektga umumiy musbat yoki manfiy zaryad beradi. Shuningdek, Supero'tkazuvchilar elementlardan yasalgan makroskopik ob'ektlar ozmi-ko'pmi osonlikcha (elementga qarab) elektronlarni qabul qilishi yoki chiqarishi, so'ngra aniq manfiy yoki musbat zaryadni cheksiz ushlab turishi mumkin. Ob'ektning aniq elektr zaryadi nolga teng bo'lmagan va harakatsiz bo'lsa, bu hodisa statik elektr deb nomlanadi. Buni bir-biriga o'xshamaydigan ikkita materialni, masalan, amberni mo'yna bilan yoki shishani ipak bilan ishqalash orqali osongina ishlab chiqarish mumkin. Shu tarzda, o'tkazuvchan bo'lmagan materiallar ijobiy yoki salbiy darajada sezilarli darajada zaryadlanishi mumkin. Bir materialdan olingan zaryad boshqa materialga o'tkaziladi va orqada bir xil kattalikdagi teskari zaryad qoladi. Zaryadning saqlanish qonuni har doim amal qiladi, bu manfiy zaryad olinadigan ob'ektga bir xil kattalikdagi musbat zaryadni beradi va aksincha.

Ob'ektning aniq zaryadi nolga teng bo'lsa ham, zaryad ob'ektda bir tekis taqsimlanmasligi mumkin (masalan, tashqi elektromagnit maydon yoki bog'langan qutbli molekulalar tufayli). Bunday hollarda ob'ekt qutblangan deyiladi. Polarizatsiya tufayli zaryad bog'langan zaryad deb nomlanadi, ob'ekt tashqarisidan olingan yoki yo'qolgan elektronlar tomonidan ishlab chiqarilgan ob'ektdagi zaryad esa erkin zaryad deb ataladi. Supero'tkazuvchilar metallarda elektronlarning ma'lum bir yo'nalishdagi harakati elektr toki deb nomlanadi.

OʻzME. Birinchi jild. Toshkent, 2000-yil