Глава 2 · Электрические явления
§ 30. Делимость электрического заряда. Электрон
Страницы 111–112 · 30 из 62
Подробный конспект
При соединении заряженного проводящего тела с другим проводником заряд может перераспределяться. Например, при соединении одинаковых изолированных металлических шаров часть заряда переходит с одного на другой. В симметричных условиях заряды одинаковых шаров после установления равновесия равны. Такой опыт показывает, что заряд можно делить между телами. Однако сам по себе он ещё не отвечает на вопрос, может ли деление продолжаться бесконечно малыми частями.
Более точные исследования показали существование элементарного электрического заряда. Модуль заряда электрона составляет приблизительно 1,6·10⁻¹⁹ кулона. Электрон имеет отрицательный заряд. При обычной электризации тел изменение их суммарного заряда связано с передачей целого числа электронов, поэтому измеряемый заряд оказывается кратным элементарному. Это свойство называют дискретностью заряда. Макроскопические значения кажутся непрерывными, потому что даже небольшой наблюдаемый заряд соответствует очень большому числу частиц.
Электрон является материальной частицей, а не просто названием отрицательного знака. Он имеет массу, хотя она чрезвычайно мала по сравнению с массой обычных предметов и даже с массой атомных ядер. Заряд и масса описывают разные свойства частицы. Нельзя считать, что уменьшение заряда тела означает уменьшение заряда каждого электрона: меняется число лишних или недостающих электронов, тогда как заряд отдельного электрона остаётся тем же.
При решении задач число переданных электронов находят делением модуля заряда на элементарный заряд. Знак показывает направление изменения: избыток электронов соответствует отрицательному суммарному заряду, недостаток — положительному. Условия равного распределения важно оговаривать: одинаковые проводники и симметричная обстановка. Для тел разного размера заряд обычно распределяется не поровну. Эти представления подготавливают объяснение электризации через строение атома и позволяют связать видимое отклонение электрометра с перемещением микроскопических частиц вещества.
Что запомнить
- Заряд электрона −e, где e ≈ 1,6·10⁻¹⁹ Кл.
- Число переданных электронов N = модуль(q)/e.
- Заряд одинаковых проводников делится поровну только при соответствующих симметричных условиях.