Ֆիզիկա․Դաս 3,4,5 Ատոմների կառուցվածքը․ Էլեկտրականացման բացատրությունը․ Լիցքի պահապանման օրենքը․Էլեկտրական հաղորդիչներ և անհաղորդիչներ․Էլեկտրական դաշտ․ Առաջադրանքներ

Էլեկտրական երևույթները բացատրելու համար անհրաժեշտ է պարզել ատոմի կառուցվածքը: Այդ ուղղությամբ առաջին հայտնագործությունը կատարեց անգլիացի գիտնական Ջ.  Թոմսոնը: 1898 թվականին նա հայտնաբերեց ատոմի կազմի մեջ մտնող և տարրական լիցք կրող փոքրագույն մասնիկը՝ էլեկտրոնը:

Էլեկտրոնը անհնար է «զատել» իր լիցքից, որը միշտ միևնույն արժեքն ունի: Տարբեր քիմիական տարրերի ատոմներում պարունակվում են տարբեր թվով էլեկտրոններ: Շարունակելով ատոմի կառուցվածքի բացահայտման հատուկ փորձերը, անգլիացի գիտնական Էռնեստ Ռեզերֆորդը 1911թ.-ին ներկայացրեց ատոմի կառուցվածքի վերաբերյալ իր մոդելը, որն անվանեցին մոլորակային:

Ըստ Ռեզերֆորդի նյութի՝ յուրաքանչյուր ատոմ կարծես փոքրիկ Արեգակնային համակարգ է, որի կենտրոնում դրականապես լիցքավորված միջուկն  է: Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը նրա չափերից շատ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, ինչպես մոլորակները Արեգակի շուրջը:

Տարբեր տարրերի ատոմները միմյանցից տարբերվում են իրենց միջուկի լիցքով և այդ միջուկի շուրջը պտտվող Էլեկտրոնների թվով: 

Screenshot_2.png

Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում տարրերի կարգաթիվը՝ Z-ը, համընկնում է սովորական վիճակում տվյալ տարրերի ատոմի մեջ պարունակվող էլեկտրոննեի թվի հետ, հետևաբար էլեկտրոնների գումարային լիցքը ատոմում հավասար է՝

qէլ.=−Z⋅e

Միջուկի լիցքը կլինի՝

qմիջ.=+Z⋅e

Ատոմի միջուկը ևս բարդ կառուցվածք ունի. նրա կազմության մեջ մտնում են տարրական դրական լիցք կրող մարմիններ՝ պրոտոններ:

qp=e=1,6⋅10−19կլ

Պրոտոնի զանգվածը մոտ 1840 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից: Դատելով միջուկի լիցքից կարելի է պնդել.

Ատոմի միջուկում պրոտոնների թիվը հավասար է տվյալ քիմիական տարրի կարգահամարին՝ Z-ին:

Ինչպես ցույց տվեցին հետազոտությունները, բացի պրոտոններից միջուկի պարունակում է նաև չեզոք մասնիկներ, որոնց անվանում են նեյտրոններ:

 Նեյտրոնի զանգվածը փոքր ինչ մեծ է պրոտոնի զանգվածից: Նեյտրոնների թիվը միջուկում նշանակում են N տառով: 

Միջուկի պրոտոնների՝  Z թվի և նեյտրոնների N թվի գումարին անվանում են միջուկի զանգվածային թիվ և նշանակում A տառով:

A=Z+N, որտեղից՝ N=A−Z

A-ն կարելի է որոշել Մենդելեևի աղյուսակից՝ կլորացնելով տրված տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը մինչև ամբողջ թիվ:

Այսպիսով, ատոմի կենտրոնում դրական լիցք ունեցող միջուկն է, որը կազմված է Z պրոտոնից և N նեյտրոնից, իսկ միջուկի շուրջը, եթե ատոմը չեզոք է, պտտվում են Z Էլեկտրոններ:

Որոշ դեպքերում ատոմները կարող են կորցնել մեկ կամ մի քանի էլեկտրոններ: Այդպիսի ատոմն այլևս չեզոք չէ, այն ունի դրական լիցք և կոչվում է դրական իոն: Հակառակ դեպքում, երբ ատոմին միանում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, ատոմը ձեռք է բերում բացասական լիցք և վեր է ածվում բացասական իոնի:

p-08a-2.gif

Էլեկտրական դաշտ

Լիցքավորված մարմինների փոխազդեցությունը ներկայացնող փորձերից երևում է, որ նրանք ի վիճակի են միմյանց վրա ազդել տարածության վրա: Ընդ որում, որքան մոտիկ են էլեկտրականացված մարմիններն, այնքան ուժեղ է նրանց միջև փոխազդեցությունը:

Screenshot_5.png

Նմանատիպ փորձեր կատարելով անօդ տարածության մեջ, երբ պոմպի միջոցով անոթի միջից օդը դուրս էր մղված, գիտնականները համոզվեցին, որ էլեկտրական փոխազդեցություն հաղորդելու գործին օդը չի մասնակցում:

Screenshot_6.png

Լիցքավորված մարմինների փոխազդեցության մեխանիզմն իրենց գիտական աշխատանքներում ներկայացրեցին անգլիացի գիտնականներՄ. Ֆարադեյը և Ջ. Մաքսվելլը: Նրանց ուսմունքի՝ մերձազդեցության տեսության համաձայն, լիցքավորված մարմիններն իրենց շուրջը ստեղծում են էլեկտրական դաշտ, որի միջոցով էլ իրագործվում է էլեկտրական փոխազդեցությունը:

Էլեկտրական դաշտը մատերիայի հատուկ տեսակ է, որը գոյություն ունի ցանկացած լիցքավորված մարմնի շուրջ:

Մեր զգայարանների վրա այն չի ազդում, հայտնաբերվում է հատուկ սարքերի օգնությամբ:

Էլեկտրական դաշտի հիմնական հատկություններն են.

1. Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը որոշ ուժով ազդում է իր ազդեցության գոտում հայտնված ցանկացած այլ լիցքավորված մարմնի վրա:

zar1.gif
zar2.gif

2. Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը մարմնին մոտ տիրույթում ուժեղ է, իսկ նրանցից հեռանալիս թուլանում է:  

images.jpg

Այն ուժը, որով էլեկտրական դաշտն ազդում է լիցքավորված մարմնի վրա, անվանում են էլեկտրական ուժ՝Fէլ:

Այդ ուժի ազդեցության տակ էլեկտրական դաշտում հայտնված լիցքավորված մասնիկը ձեռք է բերում արագացում, որն ըստ ՆյուտոնիII օրենքի հավասար է a=Fէլm, որտեղ m−ը մասնիկի զանգվածն է:

Էլեկտրական դաշտը կարելի է գրաֆիկորեն պատկերել ուժագծերի օգնությամբ:

Էլեկտրական դաշտի ուժագծերն այն ուղղորդված գծերն են, որոնք ցույց են տալիս դրական լիցքավորված մասնիկի վրա ազդող ուժի ուղղությունն այդ դաշտում:

silovielinii2.jpg
electric-field.jpg
image002.png

Նկարում պատկերված են կետային լիցքերի և լիցքավորված թիթեղների էլեկտրական դաշտի ուժագծերը:

Եթե մասնիկի լիցքը դրական է, ապա ուժագծերի ուղղությամբ շարժվելիս նրա արագությունը կաճի, հակառակ ուղղությամբ շարժվելիս՝ կնվազի: Իսկ եթե մասնիկի լիցքը բացասական է, ապա նրա արագությունը կաճի ուժագծերին հակառակ շարժման դեպքում:

Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝

Բերե°ք հաղորդիչների օրինակներ։
Այն նյութերը որոնցով անցնում է լիցքը կոշվում են հաղորդիշներ
Բոլոր մետաղները, հողը, աղերի, թթուների և հիմքերի ջրային լուծույթներն էլեկտարակնության հաղորդիչներ են։ Մարդու մարմինը նույնպես հաղորդիչ է։

Ո՞ր նյութերն են կոչվում դիէլեկտրիկներ (մեկուսիչներ), բերե°ք օրինակներ
Մեկուսիչներն այն մարմիններն են, որոնցով էլեկտրական լիցք չի հաղորդվում։
Օրինակներ՝ Էբոնիտ, սաթ, հախճապակի, ռետին, տարբեր պլաստմասսաներ, մետաքս, կապրոն և այն…

Ինչի՞ համար են օգտագործվում էլեկտրաչափերն ու էլեկտրացույցերը
Էկելտրաչափերի և էլեկտրացուցերի օգտագործման նպատակն է ցույց տալ էլեկտրական լիցքերը։

Նկարագրե°ք լիցքը կիսելու հնարավորություն տվող փորձ։
Լիցքավորված մարմինը մոտեցնում ենք չլիցքավորված էլեկտրացույցին։ Լիցքերի մի մասը փոխանցվում է երկրորդ էլեկտրացույցին։ Եթե մենք այդ նույն փորձը կատարենք մետաղական ձողի փոխարեն դնելով էբոնիտե ձող, ապա լիցքի տեղափոխություն և կիսում տեղի չի ունենա։

Կարելի՞ է արդյոք լիցքն անվերջ փոքրացնել։
Ոչ, հնարավոր չէ, քանի որ լիցքն ունի բաժանման սահման։

Ի՞նչ է հողակցումը, ի՞նչ հատկության վրա է հիմնված։
Իր վրա գտնվող մարմինների համեմատությամբ երկրագունդը հսկա է, հետևաբար, նրա հետ հպման դեպքում լիցքավորված մարմինն իր լիցքը գրեթե ամբողջությամբ կտա երկրագնդին՝ կլիցքաթափվի: Այս երևույթը կոչվում է հողակցում:

Ո՞ր լիցքն են անվանում տարրական։
Ամենափոքր լիցքի բացարձակ մեծությունը անվանում ենք տարրական լիցք։Այն նշանակում ենք e տառով։

Ո՞վ և ե՞րբ է հայտնագործել էլեկտրոնը։
Էլեկտորնը հայտնաբերել է  անգլիացի գիտնական Ջ․ Թոմսոնը 1898 թվականին։

Ի՞նչ լիցքով է լիցքավորված էլեկտրոնը;
Էլեկտրոնը լիցքավորված է բացասական լիցքով։

Ատոմի ներսում ինչի՞ շուրջն են պտտվում էլեկտրոնները։
Բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները պտտվում են ատոմի դրական լիցքավորված միջուկի շուրջը։

Ի՞նչ լիցքով է լիցքավորված ատոմի միջուկը։
Դրական լիցքով։

Ապացուցե°ք, որ ամբողջական ատոմը չեզոք է։
Ատոմում էլեկտրոնների ընդհանուր լիցքը գումարելով ատոմի միջուկի լիցքին, կստանանք 0։ Դա էլ ապացուցում է, որ ատոմը չեզոք է։ 

Քիմիական տարբեր տարրերի ատոմներն ինչո՞վ են տարբերվում միմյանցից։
Տարբեր տարրերի ատոմները միմյանցից տարբերվում են իրենց միջուկի լիցքով և այդ միջուկի շուրջը պտտվող Էլեկտրոնների թվով: 

Իրենցից ի՞նչ են ներկայացնում դրական ու բացասական իոնները։
Իոնները էլեկտրականապես լիցքավորված մասնիկներ են, որոնք առաջանում են, երբ ատոմները կամ ատոմների խմբերը էլեկտրոններ կամ լիցքավորված այլ մասնիկներ են ձեռք բերում կամ կորցնում: Դրական իոնները Մայքլ Ֆարադեյը անվանել է կատիոններ, բացասականները ՝ անիոններ:

Ինչպե՞ս են դրանք առաջանում։

Ի՞նչ է էլեկտրական դաշտը։
Էլեկտրական դաշտը, դա մատերիայի հատուկ տեսակ է, որը գոյություն ունի ցանկացած լիցքավորված մարմնի շուրջ:

Ինչո՞վ է դաշտը տարբերվում նյութից։

Թվարկե°ք էլեկտրական դաշտի հիմնական հատկությունները։
1,Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը որոշ ուժով ազդում է իր ազդեցության գոտում հայտնված ցանկացած այլ լիցքավորված մարմնի վրա:
2,Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը մարմնին մոտ տիրույթում ուժեղ է, իսկ նրանցից հեռանալիս թուլանում է:   

Ի՞նչ են նշում էլեկտրական դաշտի ուժագծերը։

Ինչպե՞ս է որոշվում էլեկտրական դաշտում շարժվող մասնիկի արագացումը։
a=F/m

Ո՞ր դեպքում է էլեկտրական դաշտը մեծացնում մասնիկի արագությունը և ո՞ր դեպքում փոքրացնում այն։
Եթե մասնիկի լիցքը դրական է, ապա ուժագծերի ուղղությամբ շարժվելիս նրա արագությունը կաճի, հակառակ ուղղությամբ շարժվելիս՝ կնվազի:

Չեզոք թղթի կտորներն ինչու՞ են ձգվում էլեկտրականացած մարմնի կողմից։
Ըստ էլեկտրական դաշտի առաջին հատկության։

Տանը՝  Գրել էջ 14 հարցեր՝ 1-6, էջ 16 հարցեր՝ 1-5, էջ 20 հարցեր՝ 1-6։ Աշխատանքները հրապարակել անհատական բլոգներում և հղումը ուղարկել էլեկտրոնային հասցեիս։

1. Այսպիսով՝ համաձայն Ռեզերֆորդի ենթադրության՝ նյութի յուրաքանչյուր ատոմ նման է փոքրիկ Արեգակնային համակարգի, որի կենտրոնում ատոմային միջուկն է․ Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը, ինչպես մոլորակները՝ Արեգակի։
2․ Միջուկի շուրջ առկա էլեկտրոնների թվով։
3․ Միջուկի լիցքը
4․ Դրականապես լիցքավորված մասնիկներ՝ Պրոտոններ։
5․ Ջրածին-1 էլեկտրոն, Հելիում-2 էլեկտրոն, Բերիլիում-
6․ Ատոմի միջուկի դրական լիցքը հավասար է ատոմի բոլոր էլեկտրոնների բացասական լիցքի մոդուլին ուստի մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն կորցրած ատոմն արդեն չեզոք չէ․ այն ունի դրական լիցք և կոչվում է դրական իոն։ Եթե ատոմին միանա մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, ապա ատոմը ձեռք կբերի բացասական լիցք՝ վերածվելով բացասական իոնի։

1․ Լիցք չունի, որովհետև մարմնի էլեկտրոնների գումարային լիցքի բաձարձակ արժեքը հավասար է միջուկի լիցքին։
2․ Էլեկտրականացման ժամանակ ատոմային միջուկներ և էլեկտրոններ չեն ստեղծվում և չեն անհետանում։ Տեղի է ունենում մի էլեկտրոնի անցում մի մարմնից մյուսը։
3․ Շփումով էլեկտրականացնելիս մարմիններից մեկը լիցքավորվում է դրական և բացասական լիցքերով։
5․ Երբ մարմինների համակարգը շրջապատի հետ լիցք չի փոխանակում, այդ մարմինների լիցքերի հանրահաշվական գումարը մնում է հաստատուն։

Оставьте комментарий

Создайте подобный сайт на WordPress.com
Начало работы