Osnovni
električni naboj. Ko omenjamo silo, ki vleče elektrone k jedru,
ne moremo iti mimo električnih nabojev atomskih delcev.
Električni naboj ali elektrina ima svojo zgodovino, ki je
dolga in sega do antike. Tales iz Mileta je v šestem stoletju pr.
Kr. uvidel, da natrt jantar (¢hlektron,
izg. elektron) privlači lahke delce.
Okoli leta 1600 je angleški lekarnar William Gilbert ugotovil, da
imajo podobne lastnosti kot jantar tudi druge snovi, npr. steklo,
ebonit, krzno, volna. Telesa, ki pridobijo lastnost privlačevanja,
je imenoval naelektrena. Francoski fizik C. F. C. du Fay je
leta 1733 dognal, da obstajata dve vrsti naelektritev: »smolasta«
in »steklasta«. Ugotovil je, da se jantar in steklo
privlačita, dva jantarja ali dve stekli pa odbijata. Kot enega
ključnih je treba izpostaviti Benjamina Franklina, ki je vrsti
naelektritev preimenoval v pozitivne (steklaste) in
negativne (smolaste). Ne v slabšalnem smislu, da so pozitivni
kaj boljši od negativnih, ampak v pomenu, da se z združitvijo enih
in drugih njihov skupni električni učinek izniči. Omeniti velja tudi
fizika J. J. Tomsona, ki je leta 1897 odkril elektron;
sledila so odkritja ostalih delcev atomovega vsemirja in te zgodbe
še dandanes ni konec. Elektronu pripisujemo negativen
električni naboj, protonu pozitiven naboj, nevtronu, ki ne
kaže nobenih električnih lastnosti, pa nični električni
naboj. Seveda pa atomskemu delcu ni »vtisnjeno«, da naboj ima, da
ima pozitivnega ali negativnega, ampak mu ga pripišemo zato, da
uspemo izmerjene učinke med naelektrenimi delci ali telesi
matematično korektno zapisati. Drugačna izbira predznačenosti
nabojev protona in elektrona ne bi v ničemer zamajala zakonov
elektromagnetike, le v pripadajočih izrazih, ki te zakone podpirajo,
bi se včasih pojavil drugačen predznak kot sicer. Sicer pa je z
nabojem nekaj podobnega kot z maso. Na telo deluje gravitacijska
sila, zato mu pripišemo maso, v resnici pa ne vemo, zakaj telo maso
ima oziroma čemu naj to lastnost pripišemo;
kar navadili smo se, da jo ima.
Posebnost električnega naboja je v njegovi kvantiziranosti; da
množina naboja ne more biti poljubno majhna, ampak je vedno
mnogokratnik osnovnega naboja; v SI merskem sistemu ima
osnovni naboj e tole vrednost:
Elektron in proton sta nosilca osnovnega
naboja: elektron naboja -e,
proton pa naboja e. Primer: atom bakra ima 29 elektronov,
prav toliko tudi protonov, in 34 nevtronov. Jedro atoma bakra ima
električni naboj 29×e
46,46×10-19
C, ves elektronski omot pa temu nasproten naboj
-46,46×10-19
C. Kar velja za ta atom, velja tudi za atome ostalih snovi: vsota
električnega naboja delcev v atomu je vedno enaka nič; rečemo tudi,
da je atom električno nevtralen.
|