Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Zasada zachowania ładunku

Grafika interaktywna ilustruje przykłady zastosowania zasady zachowania ładunku wskazane w tekście „Warto przeczytać” oraz rozszerza je o kilka dodatkowych. Jest podzielona na dwa pola z nagłówkami, w pierwszym mamy przykłady zachowania ładunku w zjawiskach makroskopowych, w drugim przykłady z poziomu atomowego. Każdy przykład to rysunek, który po najechaniu myszką powiększa się, natomiast obok niego wyświetla się dymek z krótkim objaśnieniem.

R1BRWO5w1bmgc
Grafika składa się z czterech rysunków. Po najechaniu myszką na rysunek pojawia się objaśnienie. Pierwszy rysunek przedstawia dwa kawałki materiału i leżące na nich pałeczki. Jeden kawałek materiału to wełna, a stykająca się z nim pałeczka wykonana jest z ebonitu. Na pałeczce ebonitowej narysowano znaki minus, a na wełnie znaki plus. Drugi kawałek materiału wykonany jest z jedwabiu i leży na nim pałeczka szklana. Na szklanej pałeczce narysowano znaki plus, a na jedwabiu znaki minus. Objaśnienie: W trakcie pocierania dwóch ciał, na obu z nich może pojawić się ładunek. Jednak zawsze pojawia się tyle samo ładunku dodatniego, co ujemnego. Można by przypuszczać, że w czasie pocierania ładunek jest w jakiś sposób „wytwarzany”, ale to nieprawda. W rzeczywistości elektryzowanie polega na przestrzennej separacji ładunków dodatnich i ujemnych, które od początku znajdowały się w elektryzowanych ciałach. Drugi rysunek pokazuje przewód elektryczny, który na końcu rozgałęzia się na 4 przewody. Przewód pokazano symbolicznie jako długi poziomy, szeroki pasek, w którym znajdują się kółeczka ze strzałkami skierowanymi w prawo, symbolizującymi przepływający ładunek elektryczny. Kółeczka znajdują się w czterech poziomych warstwach paska. Na prawym końcu paska cztery warstwy rozchodzą się, tworząc wiązkę czterech przewodów. W przewodach również znajdują się kółeczka ze strzałkami skierowanymi w prawo. Objaśnienie: W jednostce czasu z węzła obwodu elektrycznego może wypłynąć tylko taka ilość ładunku, jaka do niego wpłynęła. Ładunek w obwodzie elektrycznym nie ginie ani nie powstaje. To prawo, wynikające z zasady zachowania ładunku, nazywa się pierwszym prawem Kirchhoffa (lub prądowym prawem Kirchhoffa). Na trzecim rysunku znajduje się jądro atomowe przedstawione symbolicznie jako duża kula składająca się ze zlepionych małych kulek czerwonych i niebieskich, które symbolizują protony i neutrony. Na prawo od jądra znajduje się mała, szara kulka oznaczona literą małe e ze znakiem minus, która symbolizuje elektron wylatujący z jądra. Obok pokazano niebieską kulkę symbolizującą neutron od której odchodzą w prawo 3 strzałki kończące się na trzech kulkach. Jedna z kulek jest czerwona i symbolizuje proton, druga jest szara i symbolizuje elektron, trzecia kulka jest bardzo mała, ledwo widoczna i symbolizuje antyneutrino elektronowe. Pokazano w ten sposób rozpad neutronu na 3 inne cząstki. Objaśnienie: Podczas przemiany promieniotwórczej beta obojętny neutron zamienia się w dodatni proton, ujemny elektron i obojętne antyneutrino. Ponieważ ładunki protonu i elektronu są równe co do wartości bezwzględnej, całkowity ładunek przed i po przemianie ma wartość zero. Zasada zachowania ładunku jest spełniona. Na czwartym rysunku przedstawiono symbolicznie atom składający się z jądra pokazanego jako czerwona kulka i otaczające go kołowe orbity z rozmieszczonymi na nich punktami symbolizującymi elektrony. Z lewej strony narysowano poziomą falistą linię symbolizująca promieniowanie gamma i kończącą się na jądrze atomowym. Pod falistą linią zapisano energię fotonu wzorem litera małe h razy grecka litera małe ni. Z punktu na jądrze, gdzie kończy się falista linia, wychodzą dwie strzałki symbolizujące pędy powstałych cząstek: elektronu i antyelektronu zwanego pozytonem. Pęd elektronu skierowany jest w prawo i w górę, pęd pozytonu w prawo i w dół. Objaśnienie: W świecie cząstek elementarnych jest możliwe, że kwant światła – foton – traci pęd, padając na jądro atomowe, i zamienia się w dwie cząstki: elektron i jego antycząstkę – pozyton. Proces ten nazywa się kreacją pary elektron–pozyton. Foton nie ma ładunku elektrycznego, natomiast elektron i pozyton mają ładunki równe co do wartości, lecz o przeciwnym znaku. W ten sposób całkowity ładunek przed i po rozpadzie wynosi zero. Możliwe jest też zdarzenie odwrotne, gdy pozyton i elektron łączą się, tworząc foton. Taki proces nazywamy anihilacją pary elektron–pozyton.
Polecenie 1

Większość ciał zawiera bardzo dużo naładowanych cząstek. Dlaczego więc większość ciał nie wykazuje statycznego ładunku elektrycznego?

uzupełnij treść
Polecenie 2

W jaki sposób określiłbyś, czy dany pręt jest naładowany ładunkiem dodatnim, czy ujemnym?

uzupełnij treść