Ładunek elektryczny - Polski Serwis Naukowy

Oddziaływanie ładunków o znakach zgodnych i przeciwnych.

Eksperymenty Benjamina Franklina z latawcami doprowadziły go do wykrycia natury elektryczności atmosferycznej.

Ładunek elektryczny ciała (lub układu ciał) – fundamentalna własność materii przejawiająca się w oddziaływaniu elektromagnetycznym ciał obdarzonych tym ładunkiem. Ciała obdarzone ładunkiem mają zdolność wytwarzania pola elektromagnetycznego oraz oddziaływania z tym polem. Oddziaływanie ładunku z polem elektromagnetycznym jest określone przez siłę Lorentza i jest jednym z oddziaływań podstawowych.

Definicja intuicyjna: Powierzchnia (ściślej: brzeg) kuli. Zbiór punktów oddalonych o pewną zadaną odległość (promień sfery) od wybranego punktu (środek sfery).
William Gilbert (ur. 24 maja 1544 w Colchester - zm. 10 grudnia 1603 w Londynie) — angielski fizyk i lekarz, odkrywca zjawiska magnetyzmu ziemskiego, indukcji magnetycznej i elektryzowania się ciał na skutek tarcia. Jako pierwszy przeprowadził ok. 1600 szczegółowe badania magnetyzmu i wykazał, że oprócz bursztynu można naelektryzować jeszcze wiele materiałów. Gilbert wprowadził do języka angielskiego nowe terminy, takie jak biegun magnetyczny, siła magnetyczna czy przyciąganie magnetyczne. Jako pierwszy spopularyzował termin "elektryczność".

Ładunek elektryczny ciała może być dodatni lub ujemny. Dwa ładunki jednego znaku odpychają się, a pomiędzy ładunkiem dodatnim i ujemnym działa siła przyciągająca.

Ładunki elektryczne są skwantowane, elektronowi przypisano elementarny ładunek ujemny, protonowi dodatni. Oddziaływania naładowanych cząstek elementarnych bada elektrodynamika kwantowa, opisuje się je za pomocą wymiany fotonu.

Często używa się skrótowego pojęcia ładunek elektryczny dla ciała obdarzonego ładunkiem elektrycznym.

Edward Mills Purcell (ur. 30 sierpnia 1912 w Taylorville, Illinois, zm. 7 marca 1997 w Cambridge, Massachusetts) - amerykański fizyk, laureat Nagrody Nobla za odkrycie w 1946 jądrowego rezonansu magnetycznego i za odkrycia dokonane przy zastosowaniu tej metody.
Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος) jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy są równocześnie falą elektromagnetyczną.

Uporządkowany ruch ładunków elektrycznych nazywany jest prądem elektrycznym.

Historia

Oddziaływania elektrostatyczne były znane już starożytnym Grekom, którzy odkryli, że bursztyn (po gr. elektron) po potarciu przyciąga drobne przedmioty.

W XVI wieku William Gilbert wykazał, że podobną właściwość mają różne inne ciała. On też utworzył nazwę sił elektrycznych, od greckiego słowa elektron – bursztyn.

Istnienie dwóch typów ładunków elektrycznych wykazał w roku 1734 Charles-François de Cisternay Du Fay.

Benjamin Franklin zaproponował do ich opisu znaki dodatni i ujemny. Badał elektryczność atmosferyczną. Stwierdził, że znane dotychczas "rodzaje elektryczności" (statyczna, atmosferyczna, zwierzęca i prądu elektrycznego) są różnymi przejawami obecności ładunków elektrycznych.

Ewald von Kleist w 1745 roku zbudował butelkę lejdejską, pierwszy kondensator umożliwiający gromadzenie ładunków.

Około roku 1663 Otto von Guericke zbudował pierwszą maszynę elektrostatyczną, umożliwiającą ciągłe wytwarzanie ładunku elektrycznego.

Zasadniczą częścią maszyny była obracająca się kula z siarki, która ładowała się poprzez tarcie.

Ewald Jürgen Georg von Kleist (ur. 10 czerwca 1700 w Wicewie koło Białogardu, zm. 10 grudnia 1748 w Koszalinie) – niemiecki prawnik i uczony, jeden z dwóch niezależnych wynalazców butelki lejdejskiej (drugim był Pieter van Musschenbroek). Studiował nauki prawne w Lipsku i w Lejdzie.
Otto von Guericke (ur. 20 listopada 1602 w Magdeburgu, zm. 11 maja 1686 w Hamburgu), niemiecki fizyk - wynalazca, budowniczy fortyfikacji, burmistrz Magdeburga.

Charles Coulomb w 1785 roku sformułował prawo określające siłę działającą pomiędzy dwoma ładunkami. Dało to początek ilościowemu opisowi zjawisk elektrycznych.

Istnienie najmniejszych porcji (kwantów) ładunku odkrył doświadczalnie w 1910 roku Robert Millikan, za co między innymi w roku 1923 otrzymał Nagrodę Nobla.

Kwark – cząstka elementarna, fermion, posiadający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki. Istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz odpowiednio sześć rodzajów ich antycząstek – antykwarków.
Proton, p <(gr.) πρῶτον – "pierwsze" (l.poj., rodz. nijaki)> - trwała cząstka elementarna z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u. Protony są głównym składnikiem pierwotnego promieniowania kosmicznego. Protony wraz z neutronami (→ nukleony) tworzą jądra atomowe pierwiastków chemicznych. Liczba protonów w jądrze danego atomu jest równa jego liczbie atomowej, która z kolei jest podstawą uporządkowania atomów w układzie okresowym pierwiastków.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)