1.3 Το ηλεκτρικό φορτίο στο εσωτερικό του ατόμου. Φυσική Γ' Γυμνασίου

Transcript

1 1.3 Το ηλεκτρικό φορτίο στο εσωτερικό του ατόμου Φυσική Γ' Γυμνασίου 1

2 2 Η σύγχρονη «ατομική θεωρία» Η σύγχρονη «ατομική θεωρία» άρχισε να αναπτύσσεται στις αρχές του 19ου αιώνα. Σύμφωνα με αυτήν τα υλικά σώματα αποτελούνται από μικροσκοπικά σωματίδια που ονομάζονται άτομα. Από τα μέσα του 19ου και μέχρι τις αρχές του 20ού αιώνα πραγματοποιήθηκαν πολλά πειράματα, από τα οποία προέκυψε ότι το άτομο αποτελείται από άλλα απλούστερα σωματίδια.

3 3 Περιγραφή του ατόμου μέσω ενός προτύπου Έρνεστ Ράδερφορντ Νιλς Μπορ Πλανητικό σύστημα και άτομο

4 Το πλανητικό πρότυπο του ατόμου. 4

5 Η Δομή του ατόμου ( 20ός αιώνας) Το άτομο είναι ένα σύστημα που αποτελείται: 1. από τον πυρήνα και 2. τα ηλεκτρόνια (περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα)

6 Η δομή του ατόμου Στον πυρήνα Έξω από τον πυρήνα πρωτόνια p+ νετρόνια n ηλεκτρόνια e - φορτίο 1 στοιχειώδες θετικό φορτίο C το νετρόνιο δεν έχει φορτίο, είναι ηλεκτρικά ουδέτερο 1 στοιχειώδες αρνητικό φορτίο C μάζα Όλα τα πρωτόνια είναι πανομοιότυπα. Έχουν την ίδια μάζα και το ίδιο φορτίο. Το πρωτόνιο και το νετρόνιο έχουν σχεδόν ίσες μάζες. Όλα τα ηλεκτρόνια είναι όμοια. Έχουν την ίδια μάζα και το ίδιο ηλεκτρικό φορτίο.

7 7 Τα φορτισμένα σωματίδια Πυρήνας νετρόνια n 0 πρωτόνια p+ ηλεκτρόνιο e - Ο πυρήνας έχει θετικό φορτίο Ο πυρήνας έλκει κάθε ηλεκτρόνιο Το πρωτόνιο είναι θετικά φορτισμένο το νετρόνιο δεν έχει φορτίο, είναι ηλεκτρικά ουδέτερο Το ηλεκτρόνιο είναι αρνητικά φορτισμένο Τα ηλεκτρόνια απωθούνται μεταξύ τους Τα φορτία του πρωτονίου και του ηλεκτρονίου είναι αντίθετα και τα πιο μικρά φορτία που έχουν παρατηρηθεί ελεύθερα στη φύση C

8 8 Το ολικό φορτίο του ατόμου αριθμός πρωτονίων p + = αριθμός ηλεκτρονίων e - φορτίο πρωτονίου = - φορτίο ηλεκτρονίου Επομένως το ολικό φορτίο του ατόμου είναι ίσο με το μηδέν. Ώστε τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Ωστόσο σε πολλές περιπτώσεις, όπως για παράδειγμα συμβαίνει στην ηλέκτριση των σωμάτων με τριβή, είναι δυνατόν ένα άτομο να αποβάλει ή να προσλάβει ένα ή δύο ηλεκτρόνια. Τότε παύει να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και ονομάζεται ιόν. άτομο + ηλεκτρόνια = + ιόν

9 9 Πώς τα σώματα αποκτούν ηλεκτρικό φορτίο; εδώ

10 10 Πώς εξηγείται η φόρτιση των σωμάτων με βάση τη μικροσκοπική δομή της ύλης; Τα σώματα αποτελούνται από άτομα, που είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Έτσι τα σώματα είναι και αυτά ηλεκτρικά ουδέτερα. Ένα σώμα μπορεί: 1. Να προσλάβει ηλεκτρόνια, τότε αποκτά πλεόνασμα ηλεκτρονίων, οπότε παύει να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και αποκτά αρνητικό φορτίο 2. Να αποβάλει ηλεκτρόνια, τότε έχει έλλειμμα ηλεκτρονίων, οπότε υπερισχύει το θετικό φορτίο

11 11 Πώς γίνεται η φόρτιση των σωμάτων; Η φόρτιση των σωμάτων γίνεται με μεταφορά ηλεκτρονίων. Τα πρωτόνια δεν μπορούν να μετακινηθούν εύκολα γιατί έχουν μεγάλη μάζα και Τα πρωτόνια επιπλέον βρίσκονται παγιδευμένα στο εσωτερικό των πυρήνων των ατόμων.

12 12 Η απόσπαση ηλεκτρονίων από τα άτομα ενός σώματος απαιτεί την προσφορά ενέργειας, για να μπορέσουν τα ηλεκτρόνια να υπερνικήσουν την έλξη των πυρήνων. Ενέργεια στα ηλεκτρόνια των ατόμων προσφέρεται με πολλούς τρόπους, με τριβή, με την επίδραση ακτινοβολίας κ.λπ. Επειδή στο εσωτερικό των ατόμων υπάρχουν σωματίδια με δύο είδη ηλεκτρικού φορτίου (πρωτόνια και ηλεκτρόνια), γι αυτό στη φύση εμφανίζονται μόνο δύο είδη ηλεκτρικού φορτίου (θετικά και αρνητικά).

13 13 Δύο σημαντικές ιδιότητες του ηλεκτρικού φορτίου Η φόρτιση των σωμάτων οφείλεται σε μετακίνηση ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια ούτε παράγονται ούτε καταστρέφονται. Απλώς μεταφέρονται. Αρχή διατήρησης ηλεκτρικού φορτίου: Σε κάθε διαδικασία το ολικό ηλεκτρικό φορτίο παραμένει σταθερό. Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μέγεθος κβαντισμένο: Είναι πάντα πολλαπλάσιο του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου. Στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο: Το μικρότερο φορτίο που μπορεί να υπάρξει. 1, C

14 14 Για το σπίτι Ερωτήσεις Ασκήσεις προφορικά Α9, Α10, Β7, Β9 Β10 βιβλίο τετράδιο