الکتریسیته ی ساکن

 

 

چه چیز باعث شوک الکتریکی می شود؟

به شما شوک وارد می شود. یا در زمستان به خانه بر می گردید و کلاه پشمی تان را از سر بر می دارید و... پووووف! همه ی موهایتاندر هوا راست می شوند. چه اتفاقی افتاده و چرا اغلب این اتفاق ها در زمستان می افتد؟پاسخ الکتریسیته ی ساکن است.برای اینکه بدانیم الکتریسیته ی ساکن چیست، باید در مورد طبیعت ماده، قدری بیشتر بدانیم. به عبارتی باید به این پرسش پاسخ دهیمکه "چیزهای اطراف ما از چه ساخته شده اند؟"

همه چیز از اتم ساخته شده است.
یک حلقه از طلای خالص را مجسم کنید. آن را در ذهن خود به دو قسمت تقسیمکنید و نیمی از آن را کنار بگذارید. این کار را همین طور ادامه دهید وادامه دهید. به زودی قطعه ی بسیار کوچکی خواهید داشت که برای دیدنش نیازبه میکروسکوپ دارید. این قطعه ممکن است بسیار بسیار بسیار کوچک باشد اماهنوز یک قطعه از طلاست. اگر بتوانید عمل تقسیم کردن به ذرات کوچکتر وکوچکتر را ادامه دهید، در نهایت به کوچکترین ذره ی ممکن از طلا می رسید که "اتم" نام دارد. اگر اتم را به ذره های کوچکتر تقسیم کنید، ذره های حاصلشده دیگر از جنس طلا نخواهند بود.

                                                         

همه چیز در اطراف ما از اتم تشکیل شده است. دانشمندان تا امروز تنها 115 نوع اتم مختلف کشف کرده اند. هرچه در اطراف ماست از ترکیباتمختلف این اتم ها ساخته شده است.

اجزایاتم
پس اتم ها از چه چیز ساخته شده اند؟ در مرکز هر اتمی "هسته" قرار دارد. هسته شامل دو نوع ذره ی متفاوت است که "پروتون" و "نوترون"نامیده می شوند. ذرات کوچک دیگری به نام الکترون به دور هسته می چرخند.

                                    

تعداد الکترون ها، پروتون ها و نوترون های 115 نوع اتمِ شناخته شده با هم متفاوت است و به همین خاطر هر نوع اتم را می توان درمیان اتم های دیگر شناسایی کرد.

داخل هر اتم را می توان به منظومه ی شمسی تشبیه کرد. هسته ی اتم در مرکز قرار دارد،مانند خورشید که در مرکز منظومه ی شمسی است و الکترونها مانند سیاره ها بهدور مرکز (هسته ی اتم) در گردش هستند. درست مانند منظومه ی شمسی، هسته یاتم نسبت به الکترونها بسیار بزرگ است. داخل اتم به طور عمده فضای خالیاست و الکترونها فاصله ی بسیار زیادی از هسته دارند. (البته توجه کنید کهتمام اندازه ها نسبت به ابعاد هسته و اتم سنجیده می شود(.

تصویری که از اتم تا به اینجا ساختیم خیلی دقیق نیست، با این حال می توانیم از آن استفاده کنیم تا درباره ی الکتریسیته ی ساکنبیشتر بدانیم.

بارهای الکتریکی
پروتون، نوترون و الکترون با هم تفاوت زیادی دارند و هر کدام خواص و ویژگیهای خاص خودشان را دارند. یکی از این ویژگی ها، "بار الکتریکی" است. پروتون ها خاصیتی دارند که ما به آن "بار مثبت" (+) می گوییم و الکترون ها "بار منفی" (-) دارند. نوترون ها بار الکتریکی ندارند و به اصطلاح خنثیهستند.

مقدار بار یک پروتون درست به اندازه ی بار الکترون است و تنها علامت بارها با هم متفاوت است. پس اگر در یک اتم تعداد پروتون هابا تعداد الکترون ها برابر باشد، آن اتم هیچ بار خالصی ندارد و خنثی است.

الکترون ها می توانند حرکت کنند.
پروتون ها و نوترون ها در هسته ی اتم به هم فشرده اند. معمولاً هسته ی اتمثابت است و جابجا نمی شود اما برخی از الکترون های اتم که از هسته دورندمی توانند از مدار خودشان خارج شوند. مثلاً می توانند از یک اتم به اتمدیگر بروند. اتمی که الکترون هایش را از دست داده، بار مثبت اش (تعدادپروتون هایش) از بار منفی اش (تعداد الکترون هایش) بیشتر است. پس کل اتمبار مثبت دارد. برعکس اتمی که الکترون به دست آورده، بار منفی اش بیشتر ازبار مثبت اش است. این اتم بار منفی دارد. اتمی که بار دارد، (چه بار مثبتو چه بار منفی)، "یون" نامیده می شود.      

  

 

                   

در بعضی از مواد، اتم ها الکترون ها را محکم نگه می دارند و اجازه ی جدا شدن به آنها نمی دهند. این مواد "نارسانا" نام دارند. پلاستیک، شیشه، پارچه و هوای خشک، نارسانا های خوبی هستند.

برعکس، در بعضی از مواد، اتم ها به الکترون ها اجازه ی ورود و خروج می دهند. در این مواد الکترون ها مدام در حرکتند. به این مواد "رسانا" می گوییم. اغلب فلزات رساناهای خوبی هستند.

چطورمی توانیم الکترون ها را از جایی به جایی منتقل کنیم؟ یک راه متداول برایاین کار این است که دو جسم را به هم مالش بدهیم. اگر آنها از جنس هایمتفاوت و هر دو عایق باشند، الکترونها از یک جسم به جسم دیگر منتقل میشوند. هر چقدر دو جسم را بیشتر به هم بساییم، بار الکتریکی بیشتری از یکیبه دیگری منتقل می شود و در آن تجمع می کند. (دانشمندان معتقدند که مالش ویا اصطکاک نیست که باعث انتقال الکترون ها از جسمی به جسم دیگر می شود. بلکه به سادگی این تماس دو ماده ی متفاوت است که باعث انتقال الکترون میشود. با سائیدن دو ماده، سطح تماس آنها با هم افزایش پیدا می کند و اینکار جابجایی الکترونها را راحت تر می کند.)
الکتریسیته ی ساکن، مساوی نبودن بارهای مثبت و منفی در یک جسم است.

 

 

 

جاذبه ی بارهای مخالف
حالا خواهیم دید که بارهای مثبت و منفی رفتارهای جالبی از خودشان نشان میدهند. آیا تا به حال شنیده اید که "آدمها با خصوصیات اخلاقی مخالف، همدیگررا جذب می کنند."؟ در مورد یون ها این موضوع حقیقت دارد. دو جسم با بارهایمخالف (یک جسم با بار مثبت و دیگری با بار منفی) همدیگر را جذب می کنند. یعنی به سمت هم کشیده می شوند. برعکس، دو جسم با بارهای همنام (دو جسم بابار مثبت و یا دو جسم با بار منفی) همدیگر را دفع می کنند، یعنی از هم دورمی شوند.

بار های مخالف همدیگر را جذب می کنند.

 

                            

 

بار های مشابه همدیگر را دفع می کنند.

یکجسم باردار حتی می تواند اجسام خنثی را هم جذب کند. تا به حال درباره یاینکه چگونه یک بادکنک به دیوار می چسبد، فکر کرده اید؟ اگر بادکنکی را باساییدن به موهای خود باردار کنید، الکترون اضافه به دست می آورد و بارمنفی خواهد داشت. نزدیک کردن بادکنک باردار به یک جسم خنثی (مثل دیوار) باعث حرکت الکترون های آن جسم می شود. اگر جسم خنثی رسانا باشد، الکترونهای زیادی به راحتی به سمت دیگر آن حرکت می کنند و تا جای ممکن از بادکنک (که بار منفی دارد) دور می شوند. اما اگر جسم خنثی نارسانا باشد،الکترونها در اتم ها و مولکول ها کمی خود را به سمت دیگر جابجا می کنند وتا جایی که اتم اجازه می دهد، از بادکنک دور می شوند. در هر دو صورت (جسمخنثی رسانا باشد یا نارسانا) بارهای مثبت در مجاورت بادکنک بیشتر ازبارهای منفی است. می دانیم که بارهای مخالف همدیگر را جذب می کنند. پسبادکنک باردار به جسم خنثی (مثلاً دیوار) می چسبد. (و تا وقتی کهالکترونهای روی بادکنک به دیوار یا هوا منتقل نشده اند و بادکنک هنوزباردار است، به دیوار چسبیده می ماند.) اجسام خنثی و اجسام با بار مثبت همبه همین طریق همدیگر را جذب می کنند. آیا می توانید آن را به همین شیوهتوضیح دهید؟

                                               

و حالا ببینیم که این اطلاعات چه ارتباطی با جرقه ی بین دست ما و دستگیره ی در دارد و چطور راست شدن موهای ما را هنگام برداشتنکلاه پشمی توضیح می دهد.
پاسخ این است که هنگامی که روی فرش راه می روید، الکترونها از فرش به بدنشما منتقل می شوند. حالا شما بار الکتریکی اضافه در خود جمع کرده اید. دستگیره ی در را لمس می کنید و ... ویز! دستگیره ی در یک رسانااست. الکترونهای اضافی بدن شما به راحتی به آن منتقل می شوند و این انتقالالکترونها باعث ایجاد جرقه بین دست شما و دستگره ی در می شود.
وقتی کلاه پشمی را از سرتان بر می دارید، کلاه به موهای سرتان مالیده میشود. الکترونها از موهای شما به کلاه منتقل می شود. حالا هر تار موی شمابار مثبت دارد. به یاد بیاورید که اشیاء با بارهای همنام همدیگر را دفع میکنند. بنابراین موها تلاش می کنند تا جای ممکن از هم دور شوند. پس راست میایستند. در این حالت بیشترین فاصله را از هم پیدا می کنند.

                              

مااکثراً در زمستان با پدیده هایی که به الکتریسیته ی ساکن مربوط می شوندروبرو می شویم. زیرا در تابستان هوا بسیار مرطوب تر از زمستان است. از آنجایی که آب رسانا است، رطوبت موجود در هوا کمک می کند تا اجسام باردارسریع تر بار خود را تخلیه کنند (به هوا منتقل کنند) و

/ 0 نظر / 6 بازدید