الكهرباء الساكنة
اكتشف منذ قرون أن أنواع معينة من المواد من شأنه جذب واحد آخر في ظروف غامضة بعد أن يفرك معا. على سبيل المثال : بعد فرك قطعة من الحرير ضد قطعة من الزجاج ، فإن الزجاج والحرير ، وتميل إلى العصا معا. في الواقع ، كانت هناك القوة الجذابة التي يمكن أن يثبت حتى عندما تم فصل اثنين من المواد :
الزجاج والحرير ليست هي المواد الوحيد المعروف أن نتصرف بهذا الشكل. أي شخص لديه أي وقت مضى مصقول ضد بالون اللاتكس فقط لتجد أنه يحاول التمسك بها وشهدت هذه الظاهرة نفسها. شمع البارافين وقماش الصوف هي زوج آخر من المواد المجربون المعترف بها في وقت مبكر كما يظهر قوات جذابة بعد أن يفرك معا :
هذه الظاهرة أصبحت أكثر إثارة للاهتمام عندما تم اكتشاف أن المواد متطابقة ، بعد أن يفرك مع كل منها على القماش ، ودائما صد بعضها البعض :
لوحظ أيضا أنه عندما قطعة من الزجاج يفرك مع الحرير تعرضت لقطعة من الشمع يفرك مع الصوف ، فإن المواد اثنين من جذب واحد آخر :
وعلاوة على ذلك ، فقد وجد أن أي مواد يتظاهرون خصائص الجذب أو تنافر بعد أن يفرك يمكن ان تصنف في واحدة من فئتين متميزتين : لجذب الزجاج وصده الشمع ، أو صده والزجاج ، وتنجذب الى الشمع. أنها إما أن تكون واحدة أو أخرى : لا توجد مواد وجدت أن من شأنه أن يكون لجذب صد أو من جانب كل من الزجاج والشمع ، أو أن رد فعل واحد من دون رد فعل على الآخر.
المزيد من الاهتمام كان موجها نحو قطعة من القماش تستخدم لفرك تفعل. اكتشف أن بعد فرك قطعتين من الزجاج مع قطعتين من قماش الحرير ، وليس فقط ان قطع الزجاج صد كل الآخرين ، ولكن ذلك لم قطع القماش. نفس الظاهرة التي عقدت من أجل قطعة من الصوف تستخدم لفرك الشمع :
الآن ، وهذا كان من الغريب حقا أن نشهد. بعد كل شيء ، لا شيء من هذه الأشياء لم تتغير بشكل ملحوظ من قبل فرك ، ولكن من المؤكد انهم تصرفوا بشكل مختلف عما كانوا قبل يفرك. مهما تغير وقعت لجعل هذه المواد أو صد جذب واحد آخر كان غير مرئي.
وتكهن بعض المجربون أن السوائل "غير مرئية" تم نقله من كائن إلى آخر خلال عملية فرك ، وبأن هذه السوائل "" كانوا قادرين على التأثير على القوة البدنية أكثر من مسافة بعيدة. تشارلز Dufay كان واحدا من أوائل الذين تظاهروا المجربون أن هناك بالتأكيد نوعين مختلفين من التغيرات الناجمة عن فرك بعض الأزواج من الأشياء معا. وحقيقة أنه كان هناك أكثر من نوع واحد من التغيير الذي يتجلى في هذه المواد كان ذلك واضحا من حقيقة أن هناك نوعين من القوى المنتجة : الجذب والتنافر. نقل السوائل افتراضية أصبح يعرف باسم تهمة.
باحث واحد الرائد ، وبنجامين فرانكلين ، توصلت إلى الاستنتاج بأن هناك واحد فقط السوائل يفرك المتبادلة بين الكائنات ، والتي تهم البلدين "مختلفة" ليست أكثر من أي وجود فائض أو نقص في هذا السائل واحدة. بعد التجربة مع الشمع والصوف ، واقترح أن فرانكلين الصوف الخشن إزالة بعض من هذه السوائل غير مرئية من الشمع على نحو سلس ، مما تسبب في وجود فائض من السوائل على الصوف ونقص السوائل في الشمع. وأدى التفاوت في محتوى السوائل بين الصوف والشمع وعندئذ سبب قوة جاذبية ، كما أن السائل حاولت استعادة توازنها السابق بين اثنين من المواد.
بافتراض وجود واحد "السوائل" التي كانت إما الربح أو الخسارة عن طريق فرك تمثل أفضل لسلوك الملاحظة : أن جميع هذه المواد سقطت تماما في واحدة من فئتين عندما يفرك ، والأهم من ذلك ، أن اثنين من المواد النشطة ضد كل يفرك الآخر دائما سقطت معارضة فئات كما يتضح من جاذبيتها الثوابت لأحد آخر. وبعبارة أخرى ، لم يكن هناك وقتا فيها اثنان من المواد يفرك ضد بعضها البعض على حد سواء أصبح إما إيجابية أو سلبية.
بعد فرانكلين تكهنات من الصوف فرك شيء الخروج من الشمع ، ونوع التهمة التي كانت مقترنة يفرك الشمع أصبح يعرف باسم "السلبية" (لأنه كان من المفترض ان نقص السوائل) في حين أن النوع من تهمة المرتبطة فرك الصوف أصبحت معروفة بانها "ايجابية" (لأنه كان من المفترض أن يكون هناك فائض من السوائل). يذكر انه لا يعرف ان حدس الأبرياء من شأنه أن يسبب ارتباكا كبيرا للطلاب من الكهرباء في المستقبل!
قياسات دقيقة لشحنة كهربائية ونفذت من قبل الفيزيائي الفرنسي شارل كولومب في 1780 وباستخدام جهاز يسمى ميزان التوائي قياس القوة المتولدة بين كائنين المشحونة كهربائيا. نتائج كولومب العمل أدت إلى تطوير وحدة من الشحنة الكهربائية في شرفه ، والكولون. إذا اثنين من "النقطة" الكائنات (كائنات افتراضية عدم وجود مساحة ملموس) متساويان في تحمل على مقياس من 1 الكولون ، وضعت 1 متر (حوالي 1 ياردة) على حدة ، فإنها تولد قوة مؤلفة من حوالي 9 مليارات نيوتن (حوالي 2 مليار جنيه استرليني) ، إما جذب أو صد اعتمادا على أنواع التهم المطروحة. تعريف التشغيلية لالكولون كوحدة للشحنة كهربائية (من حيث القوة المتولدة من بين التهم نقطة) ، وجد أن تكون متساوية في وجود فائض أو نقص عن 6.250.000.000.000.000.000 الالكترونات. أو ، بعبارات العكسي ، إلكترون واحد لديه مسؤولية عن 0.00000000000000000016 كولوم. يجري ذلك على إلكترون واحد هو أصغر يعرف الناقل من الشحنة الكهربائية ، وهذا الرقم الأخير من تهمة لالإلكترون هو الذي يعرف بأنه المسؤول الابتدائية.
تم اكتشاف الكثير في وقت لاحق أن هذا السائل "" كانت تتألف في الواقع من البتات صغيرة للغاية من مادة تسمى الإلكترونات ، وسميت بهذا الاسم تكريما للكلمة اليونانية القديمة لالعنبر : مادة أخرى عارضة اتهم خصائص عندما يفرك بقطعة قماش. التجريب منذ ذلك الحين كشفت عن أن كل الأشياء هي مؤلفة من صغير للغاية "اللبنات" المعروفة باسم الذرات ، وبأن هذه الذرات هي بدورها تتألف من مكونات أصغر تعرف باسم الجزيئات. الجسيمات الأساسية الثلاث التي تضم معظم الذرات تسمى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. في حين أن الغالبية من ذرات يكون مزيجا من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ، وليس كل ذرة من النيوترونات ، ومثال ذلك هو النظير البروتيوم (1H1) من الهيدروجين (هيدروجين - 1) الذي هو النموذج الأكثر شيوعا والأخف وزنا من الهيدروجين الذي فقط بروتون واحد وإلكترون واحد. ذرات صغيرة للغاية أن ينظر إليها ، ولكن لو استطعنا أن ننظر في واحد ، إلا أنه قد يبدو شيئا من هذا القبيل :
على الرغم من كل ذرة في قطعة من المادة تميل إلى الاستمرار معا كوحدة واحدة ، وهناك في الواقع الكثير من المساحة الفارغة بين الالكترونات ومجموعة من البروتونات والنيوترونات يقيمون في وسطها.
هذا النموذج هو أن النفط الخام من عنصر الكربون ، مع ستة من البروتونات والنيوترونات ستة ، وستة إلكترونات. في أي ذرة ، والبروتونات والنيوترونات جدا مع بعضها بإحكام ، وهو نوعية هامة. في أجمة بإحكام محدد من البروتونات والنيوترونات في مركز الذرة يسمى النواة ، وعدد البروتونات في نواة ذرة يحدد هويتها عنصري : تغير عدد البروتونات في نواة الذرة ، وقمت بتغيير نوع من ذرة مما هي عليه. في الواقع ، اذا كنت قد إزالة ثلاثة من البروتونات نواة الذرة من الرصاص ، وكنت قد حققت الخيميائيين القديمة 'حلم إنتاج ذرة من الذهب! وضيق ملزم من البروتونات في النواة هي المسؤولة عن هوية مستقرة للعناصر الكيميائية ، وفشل هؤلاء المشعوذين لتحقيق حلمهم.
النيوترونات هي اقل بكثير من النفوذ على الطابع والهوية الكيميائية لذرة من البروتونات ، على الرغم من أنها ليست سوى والثابت لإضافة أو إزالة من النواة ، ويجري ذلك بإحكام. إذا النيوترونات هي إضافة أو المكتسبة ، والذرة سوف لا تزال تبقي على نفس الهوية الكيميائية ، ولكن كتلته لن تغير قليلا ، وربما الحصول على الخواص النووية غريبة مثل النشاط الإشعاعي.
ومع ذلك ، الالكترونات بشكل ملحوظ المزيد من الحرية في التحرك في أي ذرة من البروتونات أو النيوترونات. في الواقع ، يمكن ان يكون خرج من مواقفها (حتى يترك ذرة تماما!) من قبل أقل بكثير من الطاقة ما يتطلبه الامر لطرد الجسيمات في النواة. إذا حدث هذا ، ذرة لا تزال تحتفظ الهوية الكيميائية ، ولكن المهم يحدث خللا. الالكترونات والبروتونات هي فريدة من نوعها في حقيقة أنهم ينجذبون إلى واحد آخر على مسافة. هذا هو جذب أكثر من المسافة التي تسبب الجذب بين الأجسام دعكهما ، حيث يتم نقل الإلكترونات بعيدا عن ذرات الأصلي أن يقيم حولها ذرات من كائن آخر.
الإلكترونات تميل الى صد الإلكترونات الأخرى على مسافة ، كما تفعل مع البروتونات البروتونات الأخرى. والسبب الوحيد تربط البروتونات في نواة الذرة هو بسبب وجود قوة أكبر بكثير تسمى القوة النووية القوية التي لها أثر إلا في إطار مسافات قصيرة جدا. وبسبب هذا الانجذاب والنفور بين سلوك الجزيئات الفردية ، الالكترونات والبروتونات ويقال إن العكس الشحنات الكهربائية. وهذا يعني ، كل إلكترون شحنة سالبة ، وكل من البروتون شحنة موجبة. بأعداد متساوية داخل الذرة ، فهي مواجهة الوجود بعضها البعض بحيث تهمة صافي داخل الذرة هو صفر. هذا هو السبب في أن صورة للذرة كربون كان ستة من الالكترونات : لتحقيق التوازن في الشحنة الكهربائية من ستة البروتونات في النواة. إذا ترك الإلكترونات أو الالكترونات اضافية تصل ، ذرة صافي الشحنة الكهربائية سيكون غير متوازن ، وترك ذرية "تهمة" ككل ، الامر الذي ادى الى تفاعل مع الذرات والجزيئات المشحونة تهمة أخرى مجاورة. النيوترونات ليست لجذب صد أو من الإلكترونات ، والبروتونات ، أو حتى غيرها من النيوترونات ، وبالتالي يتم تصنيفها على أنها عدم وجود رسوم على الإطلاق.
عملية الالكترونات وصوله أو مغادرته هو بالضبط ما يحدث عندما تركيبات معينة من المواد ويفرك معا : الالكترونات من ذرات من مادة واحدة هي التي أجبرت على مغادرة لفرك ذرات كل منها ونقل على لذرات من المواد الأخرى. وبعبارة أخرى ، الإلكترونات تشكل السائل "" افترض بواسطة بنجامين فرانكلين.
ونتيجة لهذا الخلل في هذا السائل "" (الالكترونات) بين الكائنات يسمى الكهرباء الساكنة. وهي تسمى "ثابت" لأن الإلكترونات المشردين تميل إلى أن تظل ثابتة بعد أن انتقلت من المادة العازلة واحد إلى آخر. في حالة والشمع ، والصوف ، وتقرر من خلال التجريب كذلك أن الالكترونات في الصوف تحول فعليا إلى الذرات في الشمع ، وهو بالضبط عكس فرانكلين التخمين! تكريما لفرانكلين تعيين الشمع اتهام بأنها "سلبية" والصوف اتهام بأنها "ايجابية" ، الالكترونات ويقال إن "السلبي" فرض النفوذ. وبالتالي ، كائن ذرات الذين تلقوا وجود فائض من الإلكترونات هو ان يكون سلبا تهمة ، في حين كائن الذرات التي تفتقر الالكترونات هو ان يكون موجب الشحنة ، والخلط بين هذه التسميات كما قد يبدو. بحلول الوقت الذي الطبيعة الحقيقية للكهرباء "مائع" تم اكتشاف ، فرانكلين التسميات من الشحنة الكهربائية للغاية راسخة ليكون من السهل تغييرها ، ولذا فإنها لا تزال حتى يومنا هذا.
مايكل فاراداي أثبت (1832) أن الكهرباء الساكنة هي نفسها التي أنتجت بواسطة بطارية أو مولد كهرباء. الكهرباء الساكنة هي ، في معظمها ، مصدر ازعاج. مسحوق أسود ، ومسحوق الجرافيت دخاني قد أضاف لمنع الاشتعال بسبب الكهرباء الساكنة. ويسبب ضررا لدوائر حساسة أشباه الموصلات. بينما هو أمر ممكن لإنتاج محركات مدعوم من الجهد العالي والمنخفض المميزة الحالي من الكهرباء الساكنة ، وهذا ليس الاقتصادية. في بعض التطبيقات العملية لتشمل الكهرباء الساكنة الطباعة جاف ، وكهرباء فلتر الهواء ، والجهد العالي فان دي غراف مولد.
استعراض :
جميع المواد التي تتكون من الصغير "لبنات البناء" المعروفة باسم الذرات.
جميع الذرات التي تحدث بصورة طبيعية تحتوي على جسيمات تسمى الإلكترونات ، والبروتونات والنيوترونات ، مع استثناء من النظائر البروتيوم (1H1) من الهيدروجين.
الالكترونات لها السالب (--) الشحنة الكهربائية.
البروتونات يكون لها أثر إيجابي (+) الشحنة الكهربائية.
نيوترون ليس لها شحنة كهربائية.
الالكترونات يمكن طردهم من ذرات أسهل بكثير من البروتونات والنيوترونات.
عدد البروتونات في نواة ذرة يحدد هويتها بوصفها عنصرا فريدا
الإثنين يناير 23, 2012 6:59 pm
يعطيكي العافيه امبيريكه
