ELEKTRICK▌ N┴BOJ
VÜechny lßtky v sob∞ obsahujφ elementßrnφ kladnΘ a zßpornΘ elektrickΘ nßboje. Pokud jsou tyto nßboje v
rovnovßze, neprojevujφ se navenek. Dojde-li k poruÜenφ tΘto rovnovßhy, vznikß
energetickΘ pole, kterΘ se projevuje silov²mi ·Φinky. P°i pohybech elektrick²ch
nßboj∙ dochßzφ k energetick²m projev∙m, kterΘ jsou vyu₧φvßny vÜude kolem nßs.
TΘm∞° vÜechna technickß za°φzenφ pracujφ na zßklad∞ p∙sobenφ elektrickΘho proudu.
╚lov∞k se od pradßvna setkßval s r∙zn²mi projevy ₧ivΘ i ne₧ivΘ p°φrody,
kterΘ si neum∞l uspokojiv∞ vysv∞tlit. Jeho snahy o pochopenφ n∞kter²ch jev∙ se
n∞kdy ubφraly sprßvn²m sm∞rem a poznatky pak byly v pr∙b∞hu Φasu vylepÜovßny,
n∞kdy vÜak byly ji₧ prvnφ ·vahy zcela mylnΘ a bylo t°eba je zm∞nit od zßklad∙.
To se t²kß i poznßvßnφ elektrick²ch vlastnostφ a projev∙ hmoty.
Dnes vφme, ₧e elektrickΘ nßboje jsou obsa₧eny v Φßsticφch, z kter²ch se
sklßdajφ atomy, stavebnφ kameny vÜech lßtek.
Ka₧d² atom mß jßdro a obal. Jßdro je
slo₧eno z proton∙ a neutron∙, obal z elektron∙. Nositeli elektrick²ch
nßboj∙ jsou protony a elektrony, neutrony jsou elektricky neutrßlnφ
(odtud i jejich nßzev). V∞dci se dohodli, ₧e elektrick² nßboj obsa₧en² v protonu
budeme oznaΦovat jako kladn² a nßboj obsa₧en² v elektronu jako zßporn².
K tomu je t°eba dodat, ₧e velikost elektrickΘho nßboje protonu a elektronu se liÜφ
pouze polaritou, kterß se oznaΦuje znamΘnkem + nebo -. Hodnota elektrickΘho
nßboje atomu p°edstavuje v₧dy souΦet t∞chto zßkladnφch nßboj∙.
|
|
Polarizovan² nevodiΦ |
Z hlediska elektrickΘho nßboje nßs zajφmß mno₧stvφ proton∙ a elektron∙ ve
zkoumanΘ lßtce. Jestli₧e je v jednotliv²ch atomech stejn² poΦet elektron∙ a
proton∙, jsou tyto atomy elektricky neutrßlnφ, elektrick² nßboj se do okolnφho
prost°edφ nijak neprojevuje. TotΘ₧ pak platφ i pro zkoumanou lßtku. Jestli₧e je v
atomech menÜφ poΦet elektron∙ ne₧ proton∙, je atom, a tedy i zkoumanß lßtka, nabit
elektricky kladn∞. M∙₧e takΘ nastat situace, kdy souΦet proton∙ a elektron∙ v
atomech je shodn², ale ve zkoumanΘ lßtce jsou navφc volnΘ elektrony. Potom je lßtka
nabita zßporn∞. Lßtky, jejich₧ atomy se snadno zbavujφ elektron∙, se naz²vajφ
elektricky vodivΘ, vodiΦe. To
jsou nap°φklad kovy. Lßtky, kterΘ jsou z tohoto pohledu stabilnφ, jsou elektricky
nevodivΘ, jsou to tzv. nevodiΦe. P°φkladem je sklo, sφra, ebonit,
jantar.
PRVN═ POZOROV┴N═ PROJEV┘ ELEKT╪INY
V 6. stoletφ p°. Kr. popsal °eck² filosof Thales MilΘtsk² podivuhodn² jev
t²kajφcφ se jantaru, kter² byl tehdy pou₧φvßn p°i p°edenφ lnu. Jantar byl nßhle
schopen p°itahovat k sob∞ drobnß t∞lφska. A naopak vlßkna lnu se zaΦala vzßjemn∞
odpuzovat. K tomuto jevu se v 2. polovin∞ 16. stoletφ vrßtil lΘka° anglickΘ
krßlovny, fyzik William Gilbert. Provßd∞l
pokusy, p°i kter²ch zjistil, ₧e i jinΘ lßtky zφskßvajφ t°enφm schopnost
p°itahovat drobnß t∞lφska a lehkΘ p°edm∞ty. Proto₧e se jantar °ecky naz²vß
elektron, nazval lßtky, kterΘ majφ uvedenou schopnost, lßtkami elektrick²mi.
Tφm je odliÜil od lßtek magnetick²ch, kterΘ jsou takΘ schopny
p°itahovat n∞kterΘ p°edm∞ty.
VYSV╠TLEN═ POZOROVAN╔HO JEVU
Nynφ se dostßvßme k otßzce, co se vlastn∞ z fyzikßlnφho hlediska p°i p°edenφ
lnu d∞lo.
Jestli₧e o sebe t°eme p°edm∞ty, z nich₧ jeden je z elektricky vodivΘ lßtky a druh²
z nevodivΘ, pak t°enφm dochßzφ k uvol≥ovßnφ elektron∙ z atom∙ elektricky vodivΘ
lßtky. Tyto elektrony p°echßzejφ do meziatomovΘho prostoru lßtky elektricky
nevodivΘ. P°i oddßlenφ obou p°edm∞t∙ je pak v nevodiΦi vφce elektron∙, nosiΦ∙
zßpornΘho nßboje, ne₧ proton∙ a lßtka je nabita zßporn∞.
Vodivß lßtka Φßst sv²ch elektron∙ p°edala nevodiΦi, a proto je v nφ v tomto
okam₧iku vφce kladn∞ nabit²ch Φßstic, proton∙. Lßtka je nabita kladn∞.
|
|
|
Elektrickß indukce |
Charakteristickou vlastnostφ elektricky nabit²ch lßtek je skuteΦnost, ₧e lßtky
nabitΘ stejn²m nßbojem se odpuzujφ a lßtky nabitΘ opaΦn²mi
nßboji se p°itahujφ. P°i dotyku (kontaktu) t∞chto lßtek se nßboje
vyrovnajφ, co₧ ve skuteΦnosti znamenß, ₧e Φßst elektron∙ se p°emφstφ ze
zßporn∞ nabitΘho t∞lesa do t∞lesa nabitΘho kladn∞. Potom se zaΦnou ob∞ t∞lesa
odpuzovat.
Uveden² p°φklad ze starov∞kΘho ╪ecka lze tedy vysv∞tlit tak, ₧e se p°i p°edenφ
t°ela vlßkna lnu o jantarov² nßstroj. Ze lnu se p°emφstilo urΦitΘ mno₧stvφ
elektron∙ do jantaru a jantar se tak stal elektricky nabit²m. Proto₧e v n∞m bylo vφce
elektron∙ ne₧ proton∙, byl nabit zßporn∞. Ve lnu naopak bylo vφce proton∙ ne₧
elektron∙, a tak byl nabit kladn∞.
Takov² elektrick² nßboj, kter² je tvo°en nadbytkem nebo nedostatkem elektron∙ v
t∞lese, naz²vßme statickß elekt°ina.
JeÜt∞ je t°eba vysv∞tlit, proΦ m∙₧e elektricky nabitß lßtka p°itahovat
elektricky nenabitΘ a nevodivΘ p°edm∞ty, v nich₧ nedochßzφ k p°emis¥ovßnφ
elektron∙ z atom∙ do meziatomovΘho prostoru nebo do okolφ. Je to proto, ₧e k
p°emis¥ovßnφ elektricky nabit²ch Φßstic zde dochßzφ v molekulßch. Tomuto jevu se
°φkß polarizace.
N┴BOJ V T╠LESE
Elektrony se mohou p°emis¥ovat nejen mezi r∙zn²mi lßtkami, ale
mohou se pohybovat i uvnit° jednoho p°edm∞tu. Jestli₧e je v t∞lese nap°φklad vφce
elektron∙ ne₧ proton∙, dojde k nßsledujφcφmu jevu: tyto volnΘ elektrony (volnΘ zde
znamenß, ₧e nejsou souΦßstφ atom∙ zkoumanΘ lßtky) se vzßjemn∞ odpuzujφ, a₧ se
vytlaΦφ na okraj p°edm∞tu, kde se rozmφstφ stejnom∞rn∞ po jeho povrchu.
K p°emφst∞nφ elektrick²ch nßboj∙ ve
vodivΘm t∞lese dojde takΘ tehdy, jestli₧e do jeho blφzkosti umφstφme jinΘ
elektricky nabitΘ t∞leso. Na povrchu, kter² je p°ivrßcen k elektricky nabitΘmu
t∞lesu, se soust°edφ opaΦn² nßboj a na povrchu odvrßcenΘm od nabitΘho t∞lesa
nßboj s nφm shodn². Ob∞ t∞lesa se pak p°itahujφ.
Pohyb elektrick²ch nßboj∙ m∙₧eme takΘ vyvolat napojenφm vodiΦe na zdroj elektrickΘho proudu. Spojφme-li nap°φklad
₧elezn² drßt na jednom konci s kladn²m p≤lem a na druhΘm konci se zßporn²m p≤lem
baterie, dojde k pohybu elektron∙ v drßtu ve sm∞ru od zßpornΘho ke kladnΘmu p≤lu. Elektrony
jsou tedy nosiΦi elektrickΘho proudu.
|