ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Ο Λεύκιππος (5ος αιώνας π.Χ.) και ο μαθητής του Δημόκριτος (470-380 π.Χ.) είχαν διατυπώσει στην Αρχαιότητα την ιδέα περί ατομικής συγκρότησης των υλικών.

Ο Λεύκιππος (5ος αιώνας π.Χ.)  ήταν Έλληνας φιλόσοφος του 5ου αι. π.Χ. από τα Άβδηρα ή την Μίλητο, εισηγητής της ατομικής θεωρίας,δάσκαλος του Δημόκριτου.Διατύπωσε πρώτος την υπόθεση ότι η ύλη αποτελείται από άτομα

 Αυτή η ιδέα διαδόθηκε κυρίως με τη διδασκαλία του Επίκουρου,του ιδρυτή της Σχολής του Κήπου στην Αθήνα (341-270 π.Χ.).

Ο Δημόκριτος ο Αβδηρίτης (460 π.X.-390 π.X.) ήταν μεγάλος φιλόσοφος της αρχαίας Ελλάδας.Υιός του Ηγησιστράτου.Βασικός εκπρόσωπος της Αρχαίας Ελληνικής Ατομικής θεωρίας.Μαθητής του Λευκίππου στην σχολή στα Άβδηρα και του Αναξαγόρου

  Πέρα από αυτό,ο Δημόκριτος όριζε ότι άτομα είναι τα έσχατα μόρια ύλης που δεν επιδέχονται τομές (άτμητα) ή αυξομειώσεις,είναι αγέννητα,άφθαρτα,αναλλοίωτα και αδιαίρετα, πλήρη και τέλεια, συμπαγή,ενιαία και απλά,ενώ είναι αριθμητικά άπειρα,απέραντα ποικιλόμορφα σε σχήμα και κινούνται αδιάκοπα στο κενό.

Ο Έρνεστ Ράδερφορντ,1ος Βαρώνος Ράδερφορντ του Νέλσον Μέλος του Τάγματος της Αξίας,Μέλος της Βασιλικής Εταιρείας (πήρε αργότερα τον τιμητικό τίτλο Βαρώνος Ράδερφορντ του Νέλσον) ήταν Νεοζηλανδός φυσικός και χημικός.Ο Έρνεστ Ράδερφορντ ανακάλυψε ότι το άτομο έχει συγκεντρωμένο το θετικό φορτίο στο κέντρο του και το αρνητικό περιφερειακά

 Ο Έρνεστ Ράδερφορντ ανακάλυψε ότι το άτομο έχει συγκεντρωμένο το θετικό φορτίο στο κέντρο του και το αρνητικό περιφερειακά και δημιούργησε το πλανητικό μοντέλο του ατόμου,που διαδέχτηκε το μοντέλο της "σταφίδας" του Τόμσον.

Το εργαστήριο του  Έρνεστ   Ράδερφορντ

 Το μοντέλο του Ράδερφορντ τροποποιήθηκε αργότερα από τον Νηλς Μπορ (Bohr),που δημιούργησε το τραχειακό μοντέλο του ατόμου.

Το μοντέλου του ατόμου Η2

 Τα κύρια χαρακτηριστικά του τραχειακού μοντέλου του ατόμου του Έρνεστ  Ράδερφορντ  και του Νήλς Μπορ είναι:
α) Κάθε άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα γύρω από τον οποίο περιφέρονται τα ηλεκτρόνια.Ο πυρήνας έχει θετικό φορτίο ενώ τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο.Έτσι ο πυρήνας έλκει κάθε ηλεκτρόνιο,ενώ τα ηλεκτρόνια απωθούνται μεταξύ τους.

β) Όλα τα ηλεκτρόνια είναι όμοια.Έχουν την ίδια μάζα και το ίδιο ηλεκτρικό φορτίο.

γ) Ο πυρήνας είναι σύνθετο σωματίδιο.Αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια.Το πρωτόνιο και το νετρόνιο έχουν σχεδόν ίσες μάζες.Τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο ενώ τα νετρόνια δεν έχουν φορτίο,είναι ηλεκτρικά ουδέτερα.Όλα τα πρωτόνια και όλα τα νετρόνια όπως και όλα τα ηλεκτρόνια είναι πανομοιότυπα.Έχουν την ίδια μάζα και το ίδιο φορτίο.

δ) Τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια έχουν αντίθετα φορτία ίδιου μεγέθους. Το φορτίο κάθε πρωτονίου είναι +1,6×10⁻¹⁹ C,ενώ το φορτίο κάθε ηλεκτρονίου είναι -1,6×10⁻¹⁹ C.Τα φορτία αυτά είναι στοιχειώδη δηλαδή είναι τα μικρότερα φορτία που υπάρχουν στη φύση.

ε) Ο αριθμός των πρωτονίων του ατόμου είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων,με αποτέλεσμα το ολικό φορτίο ενός ατόμου είναι ίσο με μηδέν.Άρα τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα.Ωστόσο, ένα άτομο μπορεί να προσλάβει ή να αποβάλλει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια και να γίνει ιόν.

Πως τα σώματα αποκτούν ηλεκτρικό φορτίο

 Όλα τα σώματα αποτελούνται από άτομα ,τα οποία είναι ηλεκτρικά ουδέτερα.Άρα και τα σώματα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα.Όταν ένα σώμα έχει προσλάβει ηλεκτρόνια αποκτά πλεόνασμα ηλεκτρονίων,οπότε δεν είναι πια ηλεκτρικά ουδέτερο και αποκτά αρνητικό φορτίο.Όταν ένα σώμα έχει αποβάλλει ηλεκτρόνια,έχει έλλειμμα ηλεκτρονίων και έχει ολικό φορτίο θετικό.

Όταν ένα σώμα έχει προσλάβει ηλεκτρόνια αποκτά πλεόνασμα ηλεκτρονίων,οπότε δεν είναι πια ηλεκτρικά ουδέτερο και αποκτά αρνητικό φορτίο

 Η φόρτιση των σωμάτων γίνεται με μεταφορά ηλεκτρονίων.Τα πρωτόνια δε μπορούν να μετακινηθούν γιατί έχουν μεγάλη μάζα και βρίσκονται παγιδευμένα στο εσωτερικό των πυρήνων των ατόμων.

Όταν ένα σώμα έχει αποβάλλει ηλεκτρόνια,έχει έλλειμμα ηλεκτρονίων και έχει ολικό φορτίο θετικό

 Για να φύγουν ηλεκτρόνια από τα άτομα ενός σώματος απαιτείται προσφορά ενέργειας,έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να μπορέσουν να υπερνικήσουν την έλξη των πυρήνων.Η προσφορά ενέργειας γίνεται με τριβή,με την ακτινοβολία κ.λ.π.

ΔΥΟ ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ

ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ

 Η φόρτιση των σωμάτων οφείλεται σε μετακίνηση ηλεκτρονίων.Τα ηλεκτρόνια ούτε παράγονται ούτε καταστρέφονται αλλά μεταφέρονται.Άρα ο συνολικός αριθμός των ηλεκτρονίων παραμένει σταθερός.Συνεπώς στο μικρόκοσμο ή στο μακρόκοσμο το ολικό φορτίο παραμένει σταθερό.

Τα φορτία των σωμάτων που βρίσκονται στο εσωτερικό των ατόμων,ούτε δημιουργούνται,ούτε καταστρέφονται.Σε οποιαδήποτε διαδικασία,το ολικό φορτίο διατηρείται σταθερό

 Συνεπώς:
 Τα φορτία των σωμάτων που βρίσκονται στο εσωτερικό των ατόμων,ούτε δημιουργούνται,ούτε καταστρέφονται.Σε οποιαδήποτε διαδικασία,το ολικό φορτίο διατηρείται σταθερό.

ΚΒΑΝΤΩΣΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ

 Κάθε ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα,έχει περίσσεια ή έλλειμμα ηλεκτρονίων.Ένα ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να διαιρεθεί.Συνεπώς το ηλεκτρικό φορτίο κάθε φορτισμένου σώματος είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του ηλεκτρικού φορτίου του ηλεκτρονίου (ή του πρωτονίου).

Το ηλεκτρικό φορτίο κάθε φορτισμένου σώματος είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του ηλεκτρικού φορτίου του ηλεκτρονίου

 Το ηλεκτρικό φορτίο εμφανίζεται σε πακέτα φορτίου που τα ονομάζουμε κβάντα.

 Το φορτίο κάθε ηλεκτρονίου είναι: 

                                                               e=-1,6×10⁻¹⁹ C

 Άρα το ηλεκτρικό φορτίο κάθε φορτισμένου σώματος Q είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του ηλεκτρικού φορτίου του ηλεκτρονίου.
 Συνεπώς ισχύει η σχέση:
       
                                                               Q=Ν×e

όπου: 
Ν=1,2,3,4,5,6......