電荷を持った素粒子の性質

2 つの異なる物体をこすり合わせたり、誘導によって、物体に特別な特性、つまり電気を与えることができます。

電荷と荷電粒子

学ぶ帯電した体は、それらの電気的特性が、すべての物質を構成する粒子が電荷と呼ばれる特別な物理的特性を持っているという事実によって説明されることを示しました。

電荷は、粒子とそれ自体の電磁場との関係、および外部電磁場との相互作用を特徴づけます。電荷は、多くの素粒子の特徴的な特性の 1 つです。電気料金には次の 2 種類があります。ポジティブとネガティブ.

ご存知のとおり、自然界のすべての物体は個別の粒子で構成されています。これらの粒子は素粒子と呼ばれます。それぞれの素粒子は他の粒子とは異なる独自の性質を持っています。これらの特性には、静止質量、電荷、スピン、磁気モーメント、寿命などが含まれます。

素粒子は物質の原子や分子の一部ですが、自由な状態にあることもあります。これらは、たとえば、金属ワイヤ内の「電子ガス」を構成する電子、カソード電流の電子です。真空管で等

異なる符号の電荷を持つ素粒子は引き付けられ、同じ符号の電荷を持つ素粒子は互いに反発します。粒子がその周りを移動すると、磁場が観察されます。

原子構造

物質中の主な電荷キャリア、つまり電気的性質を持つ粒子は、マイナスに帯電した電子とプラスに帯電した陽子です。それらはすべての物質の原子の一部であり、その主要な構造要素です。

すべての電気現象の全体性は、原子を構成する粒子の電荷とその場によって決まります。これに関連して、電気工学で考慮される現象を理解するのに必要な限り、原子の内部構造について考えてみましょう。

化学元素の原子の構造: 原子の構造 — 物質の素粒子、電子、陽子、中性子

物体の電気的特性

固体は通常結晶構造を持っています。固体の原子は空間内に互いに一定の距離を置いて厳密な順序で配置され、いわゆる空間格子または結晶格子を形成します。格子サイトには陽イオンが含まれています。

距離が比較的近いため、隣接する原子は特定の原子の価電子殻の電子に作用します。そのため、価電子は各原子と周囲の隣接する原子との電子交換に直接関与します。これは、エネルギー準位が、連続した電子エネルギー状態のゾーンを形成するいくつかの密集した準位に分割されるという事実につながります。

物体の電気的特性は、これらのゾーンの構造と、排他原理に従ってゾーンを満たす電子の数によって決まります。たとえば銅を含む金属では、価電子帯は電子で半分満たされていますが、より低いエネルギー帯はすべて完全に満たされています。

部分的に満たされたゾーンの存在はすべての金属の特徴であり、孤立した原子の価電子をより高いレベルに励起するには、エネルギーの特定の離散部分が必要です。

金属では、伝導帯が部分的に満たされています。したがって、その中の電子は容易に自由状態を占め、実際には、電子をより高い自由準位に引き上げて、電気.

金属の導電性は電子の移動度によるものであるため、 電子伝導性… 電解質の導電率は、溶質分子の一部が分解される溶液中の容易に移動する正イオンと負イオンの存在によって決まります。この導電率はと呼ばれます イオン伝導率.

顕著なイオン伝導率は、溶融状態の一部の塩の特徴であり、イオン化した状態のガス... 高温、高電圧などの影響で気体がイオン化します。自由電子や分子が高密度に存在し、イオン化した状態の気体を「気体」といいます。プラズマ.

クーロンの法則

クーロンの法則 (1785) は、電荷の値とその相互作用の間の定量的な関係を初めて確立しました。この法則は、静電場の電荷の単位と力の特性を確立する上で重要な役割を果たしており、今後も重要な役割を果たし続けます。詳細については、ここを参照してください。クーロンの法則と電気工学におけるその応用