بار الکتریکی

بار الکتریکی – علوم هشتم (۸)

زمان مطالعه: ۳ دقیقه

با سلام و احترام خدمت شما مخاطبین عزیز وبلاگ بین جو (Binjo)، در این مقاله قصد داریم تا به مبحث بار الکتریکی در کتاب علوم تجربی پایه هشتم بپردازیم. این مقاله برای دانش آموزان متوسطه دوره دوم در درس فیزیک یازدهم (۲) نیز مناسب است.

بار الکتریکی چیست؟

شاید پدیده ای بیشتر ما در آن به وجود آمدن بار الکتریکی را حس کرده ایم، مالش دو جسم با یکدیگر است. به دلیل آن که الکترون های دو جسم هنگام مالش، مبادله شده و در نتیجه یک جسم دارای الکترون اضافه و جسم دیگر کمبود الکترون پیدا خواهد کرد.

جسمی که الکترون اضافه دریافت می کند، دارای بار منفی و جسمی که الکترون از دست داده نیز بار مثبت پیدا می کند.

جواب به این سوال که چرا یکی مثبت و دیگری منفی است، باید بگوییم بار الکترون به صورت قرارداری منفی و بار پروتون نیز باز هم به صورت قراردادی مثبت است.

انواع بار الکتریکی

همانطور که گفتیم دو نوع بار الکتریکی مثبت و منفی وجود دارد. که مقدار آن برای یک جسم، به تعداد الکترون هایی بستگی دارد که جسم به دست آورده یا از دست داده است.

اگر بخواهیم همین جمله را به صورت یک رابطه ریاضی بنویسیم خواهیم داشت:

e = 1.6 * 10-۱۹C

در واقع، اگر مقدار بار الکتریکی الکترون را در تعداد الکترون های یک جسم ضرب کنیم، مقدار بار الکتریکی آن جسم را به دست آورده ایم. واحد بار الکتریکی کولن است که از جمله یکاهای فرعی است.

کوانتیده بودن بار الکتریکی

کمیت های کوانتیده، کمیت هایی گسسته، مجزا و ناپیوسته هستند. بار الکتریکی که یک جسم به دست آورده یا از دست می دهد مضرب صحیحی از یک کمیت پایه یعنی بار الکترون است و به همین دلیل یک کمیت کوانتیده محسوب می شود.

به عنوان مثال تعداد دانش آموزان یک کلاس یک کمیت کوانتیده است اما وزن یا قد یک شخص کمیتی پیوسته می باشد که هر مقداری می تواند داشته باشد.

مثال

هسته هلیم He۲+ دارای چه اندازه بار الکتریکی بر حسب نانو کولن است؟

هسته هلیم He۲+ یعنی دو الکترون از دست داده و دارای دو بار مثبت شده است. پس برای به دست آوردن بار الکتریکی آن:

q = ne , n =2

q = 2 * (1.6 * 10-۱۹) = ۳.۲ * ۱۰-۱۹ C

هر نانو کولن نیز:

 ۱nC = 10C

در نتیجه مقدار بار الکتریکی جسم برحسب نانوکولن برابر خواهد بود با:

q = 3.2 * 10-۱۰ nC

تشخیص بارهای الکتریکی

همانطور که گفتیم دو نوع بار الکتریکی وجود دارد. برای تشخیص این بارها، از دو میله پلاستیکی (یا ابونیتی) کمک می گیریم. زمانی که میله پلاستیکی با پارچه پشمی مالش داده می شود، پارچه پشمی دارای بار مثبت و میله پلاستیکی دارای بار منفی خواهد شد.

اگر یکی از میله های پلاستیکی که با پارچه پشمی مالش داده شده است را از سقف بیاویزیم و میله دوم را به آن نزدیک کنیم خواهیم دید که یکدیگر را دفع خواهند کرد.

اگر همین کار را با دو میله شیشه ای انجام دهیم که با پارچه ابریشمی مالش داده شده اند انجام دهیم، باز هم میان میله ها نیروی دافعه وجود خواهد داشت.

اما زمانی که یک میله شیشه ای و یک میله پلاستیکی را به یکدیگر نزدیک کنیم، یکدیگر را می ربایند.

پس از همین طریق، وجود دو نوع بار الکتریکی را مشاهده کرده ایم.

برای تعیین بار الکتریکی اجسام بعد از مالش از جدولی به نام تریبوالکتریک استفاده می کنیم. این جدول دارای دو انتهای مثبت و منفی است. از انتهای مثبت به انتهای منفی جدول، تمایل به گرفتن الکترون زیاد می شود و در جهت عکس، یعنی از انتهای منفی به مثبت نیز تمایل به از دست دادن الکترون افزایش می یابد.

    انتهای منفی   تفلون، پلی استیلن، کهربا، پارچه کتان ….. پشم، نایلون، شیشه، موی انسان ….    انتهای مثبت

به عنوان مثال اگر کهربا را با پارچه پشمی مالش دهیم، چون کهربا به انتهای منفی نزدیک تر است تمایل به الکترون گیری دارد و پارچه پشمی که به انتهای مثبت نزدیکتر است به از دست دادن الکترون تمایل دارد. پس می توان مشخص کرد که با مالش این دو جسم، کهربا دارای بار منفی و پارچه پشمی دارای بار مثبت خواهد شد.

مطلب الکتریسیته ساکن خازن ها را هم حتما مطالعه کنین!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *