Elektrický náboj
Elektrický náboj je základní vlastností elektronů, protonů a dalších subatomárních částic. Elektrony jsou nabité záporně, zatímco protony jsou nabité kladně. Záporně nabité věci a kladně nabité věci se navzájem přitahují. Díky tomu se elektrony a protony drží pohromadě a tvoří atomy. Věci, které mají stejný náboj, se navzájem vytlačují (odpuzují se). Tomuto jevu se říká zákon nábojů. Objevil ho Charles-Augustin de Coulomb. Zákon, který popisuje, jak silně se náboje navzájem přitahují a tlačí, se nazývá Coulombův zákon.
Věci, které mají stejný počet elektronů a protonů, jsou neutrální. Věci, které mají více elektronů než protonů, jsou záporně nabité, zatímco věci s menším počtem elektronů než protonů jsou nabité kladně. Věci se stejným nábojem se navzájem odpuzují. Věci s různým nábojem se vzájemně přitahují. Pokud je to možné, ta, která má příliš mnoho elektronů, odevzdá tolik elektronů, aby se počet protonů vyrovnal počtu protonů v té, která má na svůj náboj elektronů příliš mnoho protonů. Pokud je elektronů právě tolik, aby odpovídaly přebytečným protonům, pak se obě věci již nebudou přitahovat. Když se elektrony pohybují z místa, kde jich je příliš mnoho, do místa, kde jich je příliš málo, nazývá se to elektrický proud.
Když člověk šoupne nohou po koberci a pak se dotkne mosazné kliky, může dostat elektrický šok. Pokud je tam dostatek elektronů navíc, pak síla, kterou se tyto elektrony navzájem odstrkují, může stačit k tomu, aby některé elektrony přeskočily mezeru mezi člověkem a klikou. Délka jiskry je mírou napětí nebo "elektrického tlaku". Počet elektronů, které se přesunou z jednoho místa na druhé za jednotku času, se měří jako proud neboli "rychlost toku elektronů".
Pokud člověk získá kladný nebo záporný náboj, může to způsobit, že se mu zvednou vlasy, protože náboje v jednotlivých vlasech je odstrkují od ostatních.
Elektrický náboj pociťovaný při úrazu klikou nebo jiným předmětem se obvykle pohybuje mezi 25 a 30 tisíci volty. Elektrický proud však teče jen krátce, takže tok elektronů tělem člověka nezpůsobí fyzickou újmu. Na druhou stranu, když mraky získají elektrický náboj, mají ještě vyšší napětí a proud (počet elektronů, které při úderu blesku protečou) může být velmi vysoký. To znamená, že elektrony mohou přeskočit z mraku na zem (nebo ze země na mrak). Pokud tyto elektrony projdou člověkem, může ho elektrický výboj popálit nebo zabít.
Historický experiment
Následující experiment popsal James Clerk Maxwell ve svém díle Pojednání o elektřině a magnetismu (1873). Za normálních okolností jsou sklo i pryskyřice neutrálně nabité. Pokud je však o sebe třeme a pak je od sebe oddělíme, začnou se vzájemně přitahovat.
Pokud druhý kus skla potřete druhým kusem pryskyřice, uvidíte následující věci:
- Dva kusy skla se vzájemně odpuzují.
- Každý kousek skla přitahuje každý kousek pryskyřice.
- Oba kusy pryskyřice se vzájemně odpuzují.
Pokud se k sobě přiblíží nabitý a nenabitý předmět, bude přitažlivost velmi slabá.
O tělesech, která jsou schopna přitahovat nebo odpuzovat věci tímto způsobem, se říká, že jsou "elektrifikovaná" nebo "nabitá elektřinou". Když se o sebe třou dvě různé látky, vzniká elektrický náboj, protože jedna z nich odevzdá druhé elektrony. Důvodem je to, že atomy obou látek mají nestejnou sílu přitahovat elektrony. Takže ten, který má větší schopnost přitahovat elektrony, si vezme elektrony od toho, který má menší přitažlivou sílu. Pokud se sklo otře o něco jiného, může elektrony buď odevzdat, nebo odebrat. Co se stane, závisí na tom, co je ta druhá věc.
Věci, které přijaly elektrony, se nazývají "záporně nabité" a věci, které elektrony odevzdaly, se nazývají "kladně nabité". Tyto názvy nemají žádný zvláštní důvod. Je to jen libovolná (náhodná volba) konvence (dohoda).
Kromě elektrizování třením mohou být tělesa elektrizována i mnoha jinými způsoby.
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to elektrický náboj?
Odpověď: Elektrický náboj je základní vlastností elektronů, protonů a dalších subatomárních částic. Elektrony jsou nabité záporně, zatímco protony jsou nabité kladně. Věci, které mají stejný náboj, se navzájem vytlačují (odpuzují se).
Otázka: Kdo objevil zákon náboje?
Odpověď: Nábojový zákon objevil Charles-Augustin de Coulomb.
Otázka: Co popisuje Coulombův zákon?
Odpověď: Coulombův zákon popisuje, jak silně se náboje navzájem přitahují a tlačí.
Otázka: Jak se liší neutrální předměty od předmětů s kladným nebo záporným nábojem?
Odpověď: Předměty, které mají stejný počet elektronů a protonů, jsou neutrální, zatímco věci, které mají více elektronů než protonů, jsou záporně nabité a věci, které mají méně elektronů než protonů, jsou kladně nabité.
Otázka: Co se stane, když se dva předměty s různými náboji dostanou do kontaktu?
Odpověď: Když se dva předměty s různými náboji dostanou do kontaktu, budou se vzájemně přitahovat - pokud je to možné, ten, který má příliš mnoho elektronů, odevzdá dostatek elektronů, aby se vyrovnal počtu protonů v tom, který má příliš mnoho protonů na svůj náklad elektronů. Pokud je elektronů právě tolik, aby odpovídaly přebytečným protonům, pak se obě věci již nebudou přitahovat.
Otázka: Jak vzniká elektrický proud?
Odpověď: Když se elektrony pohybují z místa, kde jich je příliš mnoho, do místa, kde jich je příliš málo, nazývá se to elektrický proud.
Otázka: Proč mohou být elektrické šoky v některých případech nebezpečné, ale v jiných ne?
Odpověď: Elektrický šok, který člověk pocítí, když dostane ránu od kliky nebo jiného předmětu, má obvykle napětí mezi 25 a 30 tisíci volty; protože však elektrický proud teče jen krátce, nezpůsobuje fyzickou újmu. Na druhou stranu, když mraky získají elektrický náboj, mají ještě vyšší napětí a amperáž (počet elektronů, které při úderu blesku protečou) může být velmi vysoká - to znamená, že pokud tyto vysokonapěťové/vysokoamperážní elektrony projdou člověkem, mohou ho popálit nebo zabít.
