Заряд электрона, теория и примеры задач
Онлайн калькуляторы
На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.
Справочник
Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!
Заказать решение
Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!
Определение и общие сведения о заряде электрона
На основе установленных М. Фарадеем законов электролиза ирландский ученый Д. Стоней выдвинул гипотезу о том, что существует элементарный заряд внутри атома. И в 1891 г. этот заряд Стоней предложил назвать электроном. Величину заряда электрона часто обозначают e или .
Законы электролиза еще не являются доказательством существования электрона как элементарного электрического заряда. Так, существовало мнение, о том, что все одновалентные ионы могут иметь разные заряды, а их средняя величина равна заряду электрона.
Для доказательства существования в природе элементарного заряда следовало провести измерение зарядов отдельных ионов, а не суммарное количество электричества. Кроме того, открытым оставался вопрос о том, что связан ли заряд с какой-либо частицей вещества. Существенный вклад в решении этих вопросов сделали Ж. Перрен и Дж. Томсон. Они исследовали законы движения частиц катодных лучей в электрическом и магнитном полях. Перрен показал, что катодные лучи являются потоком частиц, которые несут отрицательный заряд. Томсон установил, что все данные частицы имеют равные отношения заряда к массе:
Помимо этого Томсон показал, что для разных газов отношение частиц катодных лучей одинаково, и не зависит от материала, из которого изготавливался катод. Отсюда можно было сделать вывод о том, что частицы, которые входят в состав атомов разных элементов, одинаковы. Сам Томсон сделал вывод о том, что атомы являются делимыми. Из атома любого вещества можно вырвать частицы, имеющие отрицательный заряд и очень малую массу.
Все данные частицы обладают одинаковой массой и одинаковым зарядом. Такие частицы назвали электронами.
Опыты Милликена и Иоффе
Американский ученый Р. Милликен экспериментально доказал то, что элементарный заряд существует. В своих опытах он измерял скорость движения капель масла в однородном электрическом поле, которое создавалось между двумя электрическими пластинами. Капля заряжалась при столкновении с ионом. Сравнивались скорости движения капли не имеющей заряда и этой же капли после столкновения с ионом (приобретшей заряд). Зная напряженность поля между пластинами, вычислялся заряд капли.
Опыты Милликена повторил А.Ф. Иоффе. Он использовал металлические пылинки вместо капель масла. Изменяя напряженность поля между пластинками, Иоффе добивался равенства силы тяжести и силы Кулона, пылинка при этом оставалась неподвижной. Пылинку освещали ультрафиолетом. Заряд ее при этом изменялся, для уравновешивания силы тяжести приходилось изменять напряженность поля. По полученным величинам напряженности ученый судил об отношении электрических зарядов пылинки.
В опытах Милликена и Иоффе было показано, что заряды пылинок и капель всегда изменялись скачком. Минимальное изменение заряда было равно:
Электрический заряд всякого заряженного тела равен целому числу и кратен заряду электрона. Сейчас существует мнение, что имеются элементарные частицы – кварки, которые обладают дробным зарядом ( ).
Таким, образом, заряд электрона считают равным:
Примеры решения задач
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
Кулон — frwiki.wiki
Для одноименных статей см Кулон (значения) .
Кулоны, символ С, является единицей электрического заряда в Международной системе (один из блоков, полученных из СИ ). Его название происходит от имени французского физика Шарля-Огюстена Кулона .
Кулон — это электрический заряд (количество электричества ), проходящий через участок проводника, по которому течет ток силой один ампер в течение одной секунды (1 
Это эквивалентно 6 241 509 629 152 65 × 10 18 элементарным зарядам .
Резюме
- 1 Элементарный заряд
- 2 Другие единицы нагрузки
- 3 порядка
- 4 Примечания и ссылки
- 5 См. Также
Элементарный заряд
Элементарный заряд, обозначаемое, составляет около 1,602 × 10 -19 C . Заряд электрона равен, что из протона и что из позитрона (The античастица электрона) . е{\ displaystyle e} -е{\ displaystyle -e}+е{\ displaystyle + e}
Прочие единицы нагрузки
Он заменил блок Франклина (обозначенный Fr ), названный в честь американского физика Бенджамина Франклина, который использовался в системе CGS .
- 1 Франклин стоимостью 3335 64 × 10 -10 градусов
В электрохимии, мы также используем константу Фарадея (обозначаемый F ), названный в честь английского физика Майкла Фарадея .
Это произведение элементарного заряда на число Авогадро .
- F 96 485 С / моль и представляет собой заряд, связанный с одним молем из электронов (по абсолютной величине). Это соответствует устаревшей единице Фарадея (1 фарадей = 96 485
В технике также используется более крупная единица, ампер-час (Ач): 1 Ач = 3600 C
Abcoulomb (ABC или до н.э.) также старое зарядное устройство: 1 ABc = 10 С .
Порядки величины
Согласно закону Кулона, два точечных заряда величиной в один кулон каждый, разделенные одним метром в вакууме, действуют друг на друга с силой около 9 × 10 9
{- 2}}}.На практике, кулоны слишком большая единица, чтобы выразить статические количества заряда и, как правило, заменить его дольными, такие как millicoulomb (мК), microcoulomb (мкКло) или nanocoulomb (Северная Каролина).
Примечания и ссылки
- ↑ « Электричество и магнетизм: единицы для электрических величин », на Международном бюро мер и весов (по состоянию на 23 августа 2017 г. )
Смотрите также
Статьи по Теме
- Электростатический
международная система единиц | ||
|---|---|---|
| Базовые единицы |
| |
| Производные единицы |
| |
| Префиксы |
| |
| Устаревшие префиксы |
| |
| ЕСЛИ |
| |
| МБМВ |
| |
<img src=»//fr.
wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>
Электрический заряд — Обзор химии (Видео)
Стенограмма
Привет и добро пожаловать в это видео об электрическом заряде! В этом видео мы рассмотрим, что такое электрический заряд и как он измеряется. Давайте начнем!
Электрический заряд является фундаментальным свойством материи . Все физические вещи во Вселенной состоят из материи, вся материя состоит из атомов , а атомы состоят из частиц. Эти частицы могут быть положительно заряжены, отрицательно заряжены или нейтральны. Протоны заряжены положительно, электроны — отрицательно, а нейтроны вообще не имеют заряда, что делает их нейтральными.
Одним из свойств электрического заряда является его аддитивность.
Это означает, что когда несколько зарядов одного и того же типа соединяются вместе, они складываются в один большой заряд, будь то положительный или отрицательный. И если у нас есть смесь положительных и отрицательных зарядов, мы можем найти суммарный заряд всей смеси.
Например, если у нас есть объект, состоящий из 14 протонов, которые являются положительными, и 12 электронов, которые являются отрицательными, то мы получим суммарный заряд, равный 2. Мы просто добавляем 1 для каждого протона и вычитаем 1 для каждого электрона. Если результирующее число положительное, у нас есть чистый положительный заряд, а если результирующее число отрицательное, у нас будет чистый отрицательный заряд. Обратите внимание, что нейтральные частицы не будут влиять на суммарный заряд. 9{2}} \)
, где \(k\) — постоянная Кулона, \(q_{1}\) и \(q_{2}\) — два разных заряда, действующих друг на друга, а \(d\) — расстояние между центрами двух зарядов. Обратите внимание, что знак для каждого из зарядов будет влиять на то, является ли сила между ними притягивающей или отталкивающей.
В частности, если рассчитанная сила отрицательна (противоположные знаки у зарядов), то сила притягивает. Если вычисленная сила положительна (одинаковые знаки у зарядов), то сила отталкивающая.
Обратите внимание: поскольку расстояние находится в знаменателе уравнения, чем ближе два заряженных объекта друг к другу, тем сильнее сила взаимодействия между ними.
Еще одним интересным свойством электрически заряженных объектов является окружающее их электрическое поле. Мы можем думать об электрическом поле как о линиях, исходящих от поверхности заряженного объекта. Для отрицательно заряженных объектов мы рисуем линии со стрелками, направленными внутрь объекта, а для положительно заряженных объектов — стрелки, направленные наружу. Чем ближе и плотнее линии, тем сильнее поле в этом месте.
Теоретически эти линии продолжаются вечно, но чем дальше они находятся от заряда, тем слабее они становятся. Для двух одинаковых зарядов линии электрического поля будут избегать друг друга, и электрическая сила будет раздвигать объекты.
Для противоположных зарядов силовые линии электрического поля фактически соединят два заряда, и электрическая сила сблизит их. Визуально это демонстрируют линии, идущие от положительного заряда к отрицательному, что указывает на притяжение. Все заряженные частицы или объекты в электрическом поле будут испытывать электрическую силу. 9{2}}\)
, где \(k\) — постоянная Кулона, \(q\) — заряд объекта, электрическое поле которого мы измеряем, а \(d\) — расстояние от заряженный объект, электрическое поле которого мы измеряем, до места, где мы хотим определить \(Е\). Величина электрического поля меняется в зависимости от того, где вы находитесь.
Это похоже на электрическую силу, и эти два уравнения довольно легко перепутать. Итак, важно помнить, что электрический сила описывает взаимодействие между двумя объектами и, следовательно, включает в себя \(q_{1}\) и \(q_{2}\), а электрическое поле описывает поле одного объекта, поэтому оно имеет только одно \(д\).
Заряд, конечно, не ограничивается такими точечными частицами. У нас также могут быть большие объекты с чистым положительным или отрицательным зарядом. Заряд, накопленный на объектах, называется статическим электричеством. Объекты справляются с накоплением заряда несколькими различными способами. Двумя основными категориями являются проводники и изоляторы.
Проводники имеют электроны, способные свободно перемещаться по ним и, следовательно, иметь возможность пропускать через себя электрический заряд. Так как электроны могут двигаться, то заряд будет максимально рассеиваться для данной формы проводника. Таким образом, когда проводник, кусок металла, притягивает дополнительные электроны, на его поверхности будет рассеян отрицательный заряд.
Изолятор, с другой стороны, не может иметь свободно движущихся электронов и не может иметь поток электрического заряда, как проводник. Они по-прежнему могут накапливать статический заряд, но он будет локализован, так как не может рассеяться.
Типичными примерами изоляторов являются стекло и дерево.
Теперь, когда мы поняли, что такое электрический заряд и как он вызывает электрические силы и поля, давайте подумаем о некоторых примерах.
Номер 1. Каков суммарный заряд атома, состоящего из 17 протонов, 17 нейтронов и 18 электронов?
Является ли это
- отрицательным 1
- положительным 1
- 0
- отрицательным 18
Число 2. Представьте себе очень большую металлическую пластину с отрицательным зарядом. В середине пластины, прямо над ней, вы помещаете ионизированный атом гелия, содержащий 2 протона, 2 нейтрона и 1 электрон. Что будет с этим атомом?
- Атом будет двигаться прямо вверх, от пластины.
- Атом будет двигаться прямо вниз, к пластине.
- Атом останется на месте.
- Атом сдвинется вправо.
Надеюсь, отзыв был полезен! Спасибо за просмотр и удачной учебы!
Вернуться к Химия Видео
323587115908
Определение заряда — Химический словарь
Что такое электрический заряд?
Электрический заряд является фундаментальным свойством материи.
Его символ Q или q.
Два типа заряда
Заряд бывает двух видов: положительный и отрицательный: положительный заряд (+q) является свойством протонов; отрицательный заряд (-q) является свойством электронов. Заряд протона по величине идентичен заряду электрона, но отличается по знаку.
Электрически нейтральный или заряженный
Если тело содержит равное количество протонов и электронов, то положительные заряды находятся в равновесии с отрицательными, и тело в целом электрически нейтрально.
Избыток протонов приводит к чистому положительному заряду. Избыток электронов приводит к чистому отрицательному заряду.
Заряды во Вселенной
Считается, что во Вселенной одинаковое количество протонов и электронов, поэтому она электрически нейтральна.
Единицы
Единицей заряда в системе СИ является кулон, символ C.
Один кулон — это количество заряда 6,241509 х 10 18 электронов (до семи значащих цифр).
Свойства заряда
Притяжение/Отталкивание
Одинаковые заряды отталкиваются.
Поэтому положительное отталкивает положительное, а отрицательное отталкивает отрицательное.
Неодинаковые заряды притягиваются: положительные притягиваются отрицательные, и наоборот.
Сила притяжения/отталкивания
Силы между двумя зарядами можно рассчитать с помощью закона обратных квадратов, известного как закон Кулона.
Последствия для материи
Протоны в атомном ядре отталкиваются друг от друга. Если сильных ядерных сил меньше силы электрического отталкивания, то ядро будет нестабильным: либо его не будет, либо оно будет радиоактивным.
Электроны и протоны электрически притягиваются друг к другу — эти силы притяжения удерживают все атомы вместе и ответственны за всех химических связей.
Разделение зарядов
В любой местности может существовать разделение электрических зарядов, что приводит к локальному суммарному положительному или отрицательному заряду.
Такая ситуация существует в атомах.
Разделение электрического заряда путем ионизации
Атомы могут ионизироваться, образуя частицы размером с атом, обладающие электрическим зарядом.
Например, атомы Li имеют сильную тенденцию отдавать электрон, чтобы стать ионами Li + , в то время как молекулы Cl 2 имеют сильное сродство к электронам:
LI → LI + + E
CL 2 + 2E — → 2CL —
. :
2Li + + Cl 2 → 2Li + Cl —
Электрический потенциал
Когда вы поднимаете объект, вы совершаете работу, и объект получает гравитационную потенциальную энергию.
Если вы разделяете положительный и отрицательный заряды, вы выполняете работу, и заряды получают электрическую потенциальную энергию: объем выполняемой вами работы зависит от количества разделяемых зарядов и от того, насколько далеко вы отдаляете заряды друг от друга.
