Електричний заряд. Електрична взаємодія

Історія вивчення електрики

Історія вивчення електрики цікава й повчальна. Деякі, най­більш значущі історичні приклади, можна використати на уроках для підвищення інтересу до теми.

Грецький філософ Фалес Мілетський, що жив у 624-547 р. до нашої ери, відкрив, що бурштин, потертий об хутро, набуває властивості притягувати дрібні предмети — пушинки, соломинки тощо. Ця властивість протягом ряду сторіч приписувалася тільки бурштину, від назви якого й виникло слово «електрика».

Одним з фундаторів учення про електрику є Вільям Гільберт (1540-1603, Англія). Він був одним із перших учених, що затвер­дили експеримент як основу дослідження. Він показав, що під час тертя електризується не тільки бурштин, але й багато інших речо­вин і що притягують вони не тільки порошини, але й метали, дере­во, папір, камінчики й навіть воду та олію.

Наступним етапом у розвитку вчення про електрику були до­сліди німецького вченого Отто фон Геріке (1602—1686). Він по­будував першу електростатичну машину, засновану на принципі тертя. За допомогою цього приладу Геріке виявив, що, крім при­тягування, існує й електричне відштовхування.

Щоб мати можливість кількісно визначати інтенсивність елек­тромагнітної взаємодії, фізики, за аналогією з масою, що визначає міру гравітаційної взаємодії частинок (тіл), ввели ще одну фізичну величину — електричний заряд.

Природа «носіїв» електричних зарядів тривалий час залиша­лася загадковою. Перший крок до її розгадки зробив англійський учений Дж. Дж. Томсон 1897 року. Він виявив, що при потужних електричних розрядах виникають потоки надзвичайно легких електрично заряджених частинок.

Відкриту Томсоном частинку на честь електрона-бурштину — «першої електричної речовини» — назвали електроном. Електрон був першою з відкритих ученими елементарних частинок, тобто дрібних частинок речовини.

Наступний крок до розгадки природи електрики зробив на по­чатку ХХ століття англійський учений Резерфорд. Досліджуючи будову атома, він довів, що в центрі атома перебуває дуже мале по­зитивно заряджене ядро, у якому зосереджена майже вся маса ато­ма, а негативно заряджені електрони рухаються навколо ядра.

Електричний заряд у мікроскопічному світі

За сучасними уявленнями електричний заряд є властивістю частинок, з яких складаються атоми й молекули. Ядра атомів мають додатній заряд, а електрони - від'ємний. Атоми нейтральні, оскільки в кожному з них стільки електронів, щоб компенсувати додатній заряд ядра. У випадку надлишку або відсутності електронів атоми стають від'ємно або додатньо зарядженими йонами.

Ядро атома складається з додатньо заряджених протонів та нейтральних нейтронів.

Заряд ядер атомів визначається кількістю протонів у них.

Дискретність електричного заряду

Важлива особливість заряду полягає в тому, що він квантований (дискретний). Експериментально квантування заряду було виявлено Робертом Ендрусом Міллікеном в експерименті з олійними краплями. Існує найменший електричний заряд, на який можна збільшити, або зменшити сукупний заряд тіла. Цей заряд називають одиничним або елементарним і часто позначають латинською літерою е.

e = -1.602 176 487(40) ×10-19 Кл.

Висновок:

  • Електричні заряди бувають двох видів: позитивні і негативні;
  • Різнойменні заряди притягуються.
  • Однойменні заряди відштовхуються.
  • Електричний заряд розподіляється по поверхні зарядженого тіла.

Тест