Mówi się, że przeciwieństwa się przyciągają. I fakt, często ciągnie nas do osób które bardzo się od nas różnią. Może to ciekawość. Może potrzeba poznawania świata z całkowicie innej perspektywy. A może chęć zrekompensowania własnych braków. Wiem jedno, w świecie fizyki przeciwieństwa przyciągają się na pewno. A skąd to przyciąganie się bierze? Tego dowiesz się w tej lekcji. Nie wiem jak Tobie ale mnie bardzo często zdarza się kogoś kopnąć. Nie, nie nogą, a ładunkiem elektrycznym. Jeśli Ty też znasz nieprzyjemne uczucie przeskakującej iskry to znaczy, że masz już jakąś przynajmniej praktyczną wiedzę o elektrostatyce. Przeskakująca iskra to tylko jeden przykład obecności tej dziedziny fizyki w naszym codziennym życiu. Masz z nią do czynienia, gdy Twoje włosy po przeczesaniu grzebieniem najczęściej plastikowym przypominają miotłę gdy ściągany sweter zaczyna sypać iskrami czy podczas ścigania z miotłą fruwających na panelach kłębów kurzu. Oddziaływania elektrostatyczne towarzyszą nam na co dzień. Jeśli bliżej się im przyjrzeć to mają one dwojaką naturę. Przeczesane grzebieniem włosy zachowują się tak jakby nie znosiły swojego towarzystwa. To znaczy, że odpychają się wzajemnie. Każdy chce być jak najdalej od pozostałych co w sumie tworzy dość zabawny efekt. Kiedy jednak założymy poliestrową bluzkę bez wcześniejszego jej wykąpania w dużej ilości płynu do płukania to będzie się ona irytująco lepić do naszego ciała. Będzie wyglądać jakby ciało ją przyciągało. Skąd biorą się elektrostatyczne oddziaływania? Aby je zrozumieć konieczny nam będzie mały zoom. No, tak do rozmiaru atomu. Każdy atom to dodatnie jądro i krążące wokół niego ujemnie naładowane elektrony. Ilość plusów i minusów w każdym pojedynczym atomie jest dokładnie taka sama. Atom ma więc jako całość ładunek równy zeru. Jądro w tym układzie jest właściwie nie do ruszenia poza przypadkiem reakcji jądrowych ale to temat na inną lekcję. Elektrony natomiast są przez jądra przyciągane z różną siłą. Te z ostatniej powłoki najbardziej od jądra oddalone a więc i słabiej przyciągane mogą też brać udział w tworzeniu wiązań chemicznych. Nie są więc sztywno przywiązane do swojego jądra. Mało tego. W metalach elektrony z ostatniej powłoki mogą się swobodnie poruszać po całej objętości danego ciała. W końcu metal to gęsto upakowane atomy o niskiej elektroujemności czyli takie, które chętnie pozbywają się elektronów z ostatniej powłoki. Takim niezbyt dobrze pilnowanym elektronom też jest bez różnicy przy którym jądrze się znajdują. W końcu wszystkie one są takie same. Ale co z naszym grzebieniem? Ani włosy, ani grzebień nie są z metalu. Wewnątrz takich ciał elektrony nie mogą się swobodnie przemieszczać. Jednak kiedy przeczesujemy włosy grzebieniem odbiera on trochę elektronów z ostatniej powłoki atomów na powierzchni włosa. Dlaczego odbiera? Tu musielibyśmy głębiej wniknąć we właściwości poszczególnych atomów w danym materiale. Jedne przyciągają elektrony bardziej niż inne. Wypadkowo grzebień będzie przyciągał elektrony silniej, niż włosy. Jeśli chcesz lepiej zrozumieć ten temat zajrzyj do filmu o elektroujemności w zakładce chemia. Grzebień ma więc na sobie nadmiar elektronów w stosunku do ładunków dodatnich w jądrach a więc elektryzuje się ujemnie. Włosy natomiast mają po tym procederze za mało elektronów na swojej powierzchni aby zrównoważyć dodatni ładunek jąder. Więcej plusów niż minusów to ładunek dodatni. W konsekwencji dodatnio naładowane włosy odpychają się nawzajem. Za to lepią się do ujemnie naładowanego grzebienia. Ujemnie naładowane zęby grzebienia też się odpychają. Za słabo jednak, abyśmy mogli to zobaczyć. Ładunki o takich samych znakach nazywamy jednoimiennymi. Ładunki o różnych znakach, różnoimiennymi. Z czesania włosów możemy więc wyciągnąć dwa wnioski. Ładunek ujemny pojawia się gdy mamy nadmiar elektronów. Ładunek dodatni, gdy ich brakuje. Oba są związane z przemieszczaniem elektronów. Ładunki różnoimienne przyciągają się a jednoimienne odpychają. Jeśli ciała elektryzują się w skutek przemieszczania się elektronów oznacza to, że ładunek takiego naelektryzowanego ciała będzie zawsze stanowił wielokrotność ładunku elektronu. Nie możemy mieć bowiem grzebienia naładowanego połową elektronu. Przechodzi albo cały, albo wcale. Drugie ciało będzie miało taki sam ładunek ale jego znak będzie dodatni bo zabrakło w nim określonej liczby elektronów a więc zostały tam niezrównoważone ładunki dodatnie, protony. Najmniejszy możliwy ładunek nazwano ładunkiem elementarnym i ma on wartość 1,602 razy 10 do minus dziewiętnastej kulomba. Jednostką ładunku jest właśnie kulomb. Jak widzisz przyjęto, że ma on znak dodatni jest więc równy ładunkowi jednego protonu. Dlaczego ładunek elementarny nie jest liczbą całkowitą? Wydawałoby się to jak najbardziej na miejscu a tu taka nieciekawa liczba. Otóż, Charles Coulomb przyjął jednostkę ładunku która nazwę swą zawdzięcza jego nazwisku nie znając jeszcze pojęcia elektronu. Ciała elektryzują się w skutek przemieszczania się elektronów. Ładunek naelektryzowanego ciała może być ujemny kiedy mamy nadmiar elektronów lub dodatni, kiedy mamy ich niedomiar. Ładunki różnoimienne przyciągają się a jednoimienne odpychają. Jednostką ładunku jest kulomb. Ładunek elementarny to ładunek jednego protonu. Ma on wartość 1,602 razy 10 do minus dziewiętnastej kulomba. Jak widzisz, nasze lekcje potafią być bardzo przyciągające. A więc nie opieraj się tej fizycznej sile i odwiedzaj nas często na pistacja.tv