Դաս 3, 4, 5

Էլեկտրական երևույթները բացատրելու համար անհրաժեշտ է պարզել ատոմի կառուցվածքը: Այդ ուղղությամբ առաջին հայտնագործությունը կատարեց անգլիացի գիտնական Ջ.  Թոմսոնը: 1898 թվականին նա հայտնաբերեց ատոմի կազմի մեջ մտնող և տարրական լիցք կրող փոքրագույն մասնիկը՝ էլեկտրոնը:

Էլեկտրոնը անհնար է «զատել» իր լիցքից, որը միշտ միևնույն արժեքն ունի: Տարբեր քիմիական տարրերի ատոմներում պարունակվում են տարբեր թվով էլեկտրոններ: Շարունակելով ատոմի կառուցվածքի բացահայտման հատուկ փորձերը, անգլիացի գիտնական Էռնեստ Ռեզերֆորդը 1911թ.-ին ներկայացրեց ատոմի կառուցվածքի վերաբերյալ իր մոդելը, որն անվանեցին մոլորակային:

Ըստ Ռեզերֆորդի նյութի՝ յուրաքանչյուր ատոմ կարծես փոքրիկ Արեգակնային համակարգ է, որի կենտրոնում դրականապես լիցքավորված միջուկն  է: Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը նրա չափերից շատ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, ինչպես մոլորակները Արեգակի շուրջը:

Տարբեր տարրերի ատոմները միմյանցից տարբերվում են իրենց միջուկի լիցքով և այդ միջուկի շուրջը պտտվող Էլեկտրոնների թվով: 

Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում տարրերի կարգաթիվը՝ Z-ը, համընկնում է սովորական վիճակում տվյալ տարրերի ատոմի մեջ պարունակվող էլեկտրոննեի թվի հետ, հետևաբար էլեկտրոնների գումարային լիցքը ատոմում հավասար է՝

qէլ.=−Z⋅e

Միջուկի լիցքը կլինի՝

qմիջ.=+Z⋅e

Ատոմի միջուկը ևս բարդ կառուցվածք ունի. նրա կազմության մեջ մտնում են տարրական դրական լիցք կրող մարմիններ՝ պրոտոններ:

qp=e=1,6⋅10−19կլ

Պրոտոնի զանգվածը մոտ 1840 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից: Դատելով միջուկի լիցքից կարելի է պնդել.

Ատոմի միջուկում պրոտոնների թիվը հավասար է տվյալ քիմիական տարրի կարգահամարին՝ Z-ին:

Ինչպես ցույց տվեցին հետազոտությունները, բացի պրոտոններից միջուկի պարունակում է նաև չեզոք մասնիկներ, որոնց անվանում են նեյտրոններ:

 Նեյտրոնի զանգվածը փոքր ինչ մեծ է պրոտոնի զանգվածից: Նեյտրոնների թիվը միջուկում նշանակում են N տառով: 

Միջուկի պրոտոնների՝  Z թվի և նեյտրոնների N թվի գումարին անվանում են միջուկի զանգվածային թիվ և նշանակում A տառով:

A=Z+N, որտեղից՝ N=A−Z

A-ն կարելի է որոշել Մենդելեևի աղյուսակից՝ կլորացնելով տրված տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը մինչև ամբողջ թիվ:

Այսպիսով, ատոմի կենտրոնում դրական լիցք ունեցող միջուկն է, որը կազմված է Z պրոտոնից և N նեյտրոնից, իսկ միջուկի շուրջը, եթե ատոմը չեզոք է, պտտվում են Z Էլեկտրոններ:

Որոշ դեպքերում ատոմները կարող են կորցնել մեկ կամ մի քանի էլեկտրոններ: Այդպիսի ատոմն այլևս չեզոք չէ, այն ունի դրական լիցք և կոչվում է դրական իոն: Հակառակ դեպքում, երբ ատոմին միանում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, ատոմը ձեռք է բերում բացասական լիցք և վեր է ածվում բացասական իոնի:

Էլեկտրական դաշտ

Լիցքավորված մարմինների փոխազդեցությունը ներկայացնող փորձերից երևում է, որ նրանք ի վիճակի են միմյանց վրա ազդել տարածության վրա: Ընդ որում, որքան մոտիկ են էլեկտրականացված մարմիններն, այնքան ուժեղ է նրանց միջև փոխազդեցությունը:

Նմանատիպ փորձեր կատարելով անօդ տարածության մեջ, երբ պոմպի միջոցով անոթի միջից օդը դուրս էր մղված, գիտնականները համոզվեցին, որ էլեկտրական փոխազդեցություն հաղորդելու գործին օդը չի մասնակցում:

Լիցքավորված մարմինների փոխազդեցության մեխանիզմն իրենց գիտական աշխատանքներում ներկայացրեցին անգլիացի գիտնականներՄ. Ֆարադեյը և Ջ. Մաքսվելլը: Նրանց ուսմունքի՝ մերձազդեցության տեսության համաձայն, լիցքավորված մարմիններն իրենց շուրջը ստեղծում են էլեկտրական դաշտ, որի միջոցով էլ իրագործվում է էլեկտրական փոխազդեցությունը:

Էլեկտրական դաշտը մատերիայի հատուկ տեսակ է, որը գոյություն ունի ցանկացած լիցքավորված մարմնի շուրջ:

Մեր զգայարանների վրա այն չի ազդում, հայտնաբերվում է հատուկ սարքերի օգնությամբ:

Էլեկտրական դաշտի հիմնական հատկություններն են.

1. Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը որոշ ուժով ազդում է իր ազդեցության գոտում հայտնված ցանկացած այլ լիցքավորված մարմնի վրա:

2. Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը մարմնին մոտ տիրույթում ուժեղ է, իսկ նրանցից հեռանալիս թուլանում է:  

Այն ուժը, որով էլեկտրական դաշտն ազդում է լիցքավորված մարմնի վրա, անվանում են էլեկտրական ուժ՝Fէլ:

Այդ ուժի ազդեցության տակ էլեկտրական դաշտում հայտնված լիցքավորված մասնիկը ձեռք է բերում արագացում, որն ըստ ՆյուտոնիII օրենքի հավասար է a=Fէլm, որտեղ m−ը մասնիկի զանգվածն է:

Էլեկտրական դաշտը կարելի է գրաֆիկորեն պատկերել ուժագծերի օգնությամբ:

Էլեկտրական դաշտի ուժագծերն այն ուղղորդված գծերն են, որոնք ցույց են տալիս դրական լիցքավորված մասնիկի վրա ազդող ուժի ուղղությունն այդ դաշտում:

Նկարում պատկերված են կետային լիցքերի և լիցքավորված թիթեղների էլեկտրական դաշտի ուժագծերը:

Եթե մասնիկի լիցքը դրական է, ապա ուժագծերի ուղղությամբ շարժվելիս նրա արագությունը կաճի, հակառակ ուղղությամբ շարժվելիս՝ կնվազի: Իսկ եթե մասնիկի լիցքը բացասական է, ապա նրա արագությունը կաճի ուժագծերին հակառակ շարժման դեպքում:

Տանը՝ Գրել էջ 14 հարցեր՝ 1-6, էջ 16 հարցեր՝ 1-5, էջ 20 հարցեր՝ 1-6։ Աշխատանքները հրապարակել անհատական բլոգներում և հղումը ուղարկել էլեկտրոնային հասցեիս։

Էջ 14 հարցեր՝ 1-6

1. Ի՞նչ կառուցվածք ունի ատոմը՝ ըստ Ռեզերֆորդի:

Ըստ Ռեզերֆորդի՝  նյութի յուրաքանչյուր ատոմ նման է փոքրիկ Արեգակնային համակարգի, որի կենտրոնում դրականապես լիցքավորված միջուկն է: Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը նրա չափերից շատ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, ինչպես մոլորակները Արեգակի շուրջը:

2. Ինչո՞վ են միմյանցից տարբերվում տարբեր քիմիական տարրերի ատոմները:

Տարբեր տարրերի ատոմները միմյանցից տարբերվում են իրենց միջուկի լիցքով և այդ միջուկի շուրջը պտտվող Էլեկտրոնների թվով: 

3. Ո՞րն է տվյալ քիմիական տարրի գլխավոր բնութագիրը:

Տվյալ քիմիական տարրի գլխավոր բնութագիրը միջուկի լիցքն է:

4. Ի՞նչ մասնիկներ կան միջուկում:

Ատոմի միջուկը կազմված է պրոտոններից և նեյտրոններից:

5. Ինչպիսի՞ն է ջրածնի, հելիումի, բերիլիումի ատոմների կառուցվածքը:

6. Ինչպե՞ս են առաջանում դրական իոնները, բացասական իոնները:

Ատոմի միջուկի դրական լիցքը հավասար է ատոմի բոլոր էլեկտրոնների բացասական լիցքի մոդուլին, ուստի մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն կորցրած ատոմն արդեն չեզոք չէ․ այն ունի դրական լիցք և կոչվում է դրական իոն։ Եթե ատոմին միանա մեկ կամ միքանի էլեկտրոն, ապա ատոմը ձեռք կբերի բացասական լիցք՝ վերածվելով բացասական իոնի։

Էջ 16 հարցեր՝ 1-5

1. Ինչու՞ սովորական պայմաններում մարմինը լիցք չունի:

Սովորական պայմաններում մարմինը լիցք չունի, քանի որ մարմնի էլեկտրոնների գումարային լիցքի բաձարձակ արժեքը հավասար է միջուկի լիցքին։

2. Բացատրեք հպված մարմինների էլեկտրականացման երևույթը:

Էլեկտրականացման ժամանակ ատոմային միջուկներ և էլեկտրոններ չեն ստեղծվում և չեն անհետանում։ Տեղի է ունենում էլեկտրոնի անցում մի մարմնից մյուսից։

3. Ինչու՞ շփումով էլեկտրականացնելիս մարմինների վրա առաջանում են բացարձակ արժեքով հավասար, բայց տարանուն լիցքեր:

Շփումով էլեկտրականացնելիս մարմիններից մեկը լիցքավորվում է դրական լիցքով,իսկ մյուսը բացասական։

4. Ինչպե՞ս է լիցքը մարմնից հաղորդվում պարկուճին, եթե մարմինը լիցքավորված է՝ ա. դրական լիցքով, բ. բացասական լիցքերով:

5. Ո՞րն է էլեկտրական լիցքի պահպանման օրենքը:

Եթե մարմինների համակարգը շրջապատի հետ լիցք չի փոխանակում, այդ մարմինների լիցքերի հանրահաշվական գումարը մնում է անփոփոխ:
Փորձնական եղանակով հաստատված այս պնդումը կոչվում է էլեկտրական լիցքի պահպանման օրենք:

Էջ 20 հարցեր՝ 1-6

1. Ո՞ր նյութերն են կոչվում էլեկտրականության հաղորդիչներ:

Այն մարմինները, որոնք ընդունակ են իրենց միջով էլեկտրական լիցք հաղորդել, կոչվում են էլեկտրականության հաղորդիչներ:

2. Ո՞ր նյութերն են կոչվում մեկուսիչներ:

Մեկուսիչներ են կոչվում այն մարմինները, որոնցով էլեկտրական լիցք չի հաղորդվում:

3. Բերեք հաղորդիչների և մեկուսիչների օրինակներ:

Բոլոր մետաղները, հողը, աղերի, թթուների և հիմքերի ջրային լուծույթներն էլեկտրականության հաղորդիչներ են։ Մարդու մարմինը նույնպես հաղորդիչ է։
Մեկուսիչներն են էբոնիտը, սաթը, հախճապակին, ռետինը, տարբեր պլաստմասսաներ, մետաքսը, կապրոնը, յուղը, օդը (գազեր)։

4. Նկարագրեք փորձ, որտեղ էլեկտրական փոխազդեցությունը հաղորդվում է ոչ օդի միջոցով:

5. Ինչո՞վ են տարբերվում էլեկտրականացված և չէլեկտրականացված մարմինները շրջապատող տարածությունները:

6. Ինչպե՞ս կարելի է հայտնաբերել էլեկտրական դաշտը: