Concetti Chiave
- La carica elettrica è una proprietà fondamentale della materia, influenzando fenomeni come l'attrazione e la repulsione tra oggetti elettrizzati.
- L'elettroscopio misura la quantità di carica elettrica attraverso l'angolo formato da foglioline di alluminio in presenza di un corpo elettrizzato.
- Gli atomi sono composti da un nucleo contenente protoni e neutroni, circondato da elettroni che bilanciano la carica complessiva dell'atomo.
- Protoni ed elettroni sono le particelle cariche essenziali, con il protone avendo circa 2000 volte la massa dell'elettrone, e cariche opposte che si attraggono.
- La carica elettrica è quantizzata, con l'unità elementare di carica misurata in Coulomb, e non può essere ulteriormente suddivisa.
Elettrizzazione per strofinio
La carica elettrica è una proprietà fondamentale della materia che interviene in quasi tutti i fenomeni naturali. Quando un oggetto elettrizzato è in grado di sollevarne un altro, significa che la forza elettrica è maggiore rispetto alla forza di gravità.
La forza elettrica può essere sia attrattiva che repulsiva; ad esempio, se elettrizziamo con un panno delle bacchette di vetro, con carica positiva, e alcune di bachelite, con caria negativa, avvicinandone due uguali si respingeranno, mentre due di materiali diversi si attrarranno. Infatti, esistono due tipi di carica, e solo due opposti potranno attrarsi.
L’elettroscopio è uno strumento in grado di indicare la quantità di carica elettrica di un corpo. Esso è formato da una sfera di vetro chiusa con un tappo di gomma e contenente un’asta di metallo a cui sono attaccate due foglioline di alluminio, mentre dal lato opposto è presente una sferetta metallica. La carica elettrica corrisponde all’angolo che si forma tra le due foglioline nel momento in cui si avvicina un corpo elettrizzato alla sferetta metallica superiore. Inoltre, si può notare che la carica elettrica della bacchetta è pari a quella del panno che si è utilizzato per elettrizzare il corpo.
Il modello microscopico
L’atomo è la particella essenziale della materia, e ne riflette tutte le caratteristiche fisiche e chimiche. In esso si trova il nucleo, il quale contiene protoni e neutroni. Intorno al nucleo si muovono per attrazione elettrica degli elettroni, che devono coincidere per numero atomico (Z) con i protoni, poiché un atomo deve essere elettricamente neutro.
• l’elettrone, che ha una di massa 9,11 ∙ 10–31 kg e una carica negativa indicata con il simbolo –e;
• il protone, che ha una di massa 1,67 ∙ 10–27 kg, circa 2000 volte maggiore di quella dell’elettrone, e una carica positiva +e uguale a quella dell’elettrone ma di segno opposto.
La carica del singolo elettrone o protone di un atomo è l’unità di carica fondamentale e non può essere ulteriormente suddivisa. Nel Sistema Internazionale la carica fondamentale si misura in Coulomb (C) e l’unità di carica elementare è: e = 1, 6022 x 10-19 C. Si tratta della quantizzazione della carica.
Domande da interrogazione
- Che cosa succede quando un oggetto elettrizzato solleva un altro oggetto?
- Come funziona un elettroscopio per misurare la carica elettrica?
- Qual è la relazione tra protoni ed elettroni in un atomo?
Quando un oggetto elettrizzato solleva un altro, significa che la forza elettrica è maggiore della forza di gravità, permettendo l'attrazione o la repulsione tra gli oggetti.
Un elettroscopio misura la carica elettrica attraverso l'angolo formato tra due foglioline di alluminio attaccate a un'asta di metallo, che si aprono quando un corpo elettrizzato si avvicina alla sferetta metallica superiore.
In un atomo, il numero di elettroni deve coincidere con il numero di protoni per mantenere l'atomo elettricamente neutro, poiché i protoni hanno carica positiva e gli elettroni carica negativa.
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