Jak je objekt kladně účtován?

Už jste někdy viděli úder blesku nebo jste byli šokováni, když jste se dotkli kliky? Pokud ano, pozorovali jste sílu elektrických nábojů v akci. Pozitivní a negativní elektrické náboje vznikají z pohybu drobných částic zvaných elektrony. Zatímco elektrony jsou tak malé, že je ani mikroskopem nevidíte, můžete vidět, jak se kladné a záporné náboje tvoří pouhým používáním předmětů ve vašem domě.

•••DanComaniciu / iStock / Getty Images

Možná už víte, že veškerá hmota je tvořena mikroskopickými částicemi zvanými atomy. Atomy jsou však složeny z ještě menších částic nazývaných elektrony, protony a neutrony. Protony se nacházejí ve středu nebo jádru atomu a mají kladný náboj; neutrony se také nacházejí v jádru, ale nemají žádný náboj. Elektrony obíhají kolem jádra a jsou negativně nabité.

Normálně má atom stejný počet protonů a elektronů. Protože se však elektrony nacházejí ve vnější části atomu, budou se někdy pohybovat od jednoho atomu nebo skupiny atomů k druhé. Pokud má atom nebo skupina atomů více elektronů než protonů, je to tak

•••sarahdoow / iStock / Getty Images

Pokud jste si někdy otřeli balón ve vlasech a použili jej k tomu, aby vaše vlasy vstaly, už víte, jak vytvořit pozitivní a negativní náboj. Kdykoli se atomy otřou o sebe, mohou se mezi nimi přenášet elektrony. To znamená, že objekt nemůže být kladně nabit, pokud se jiný objekt nestane záporně nabitým; ty elektrony musí někam jít. Když jste si třel ballon ve vlasech, elektrony se přesunuly z atomů ve vlasech do atomů v balónu, takže vaše vlasy byly kladně nabité a balón záporně nabitý.

Vaše vlasy vstanou, protože objekty s opačnými náboji jsou přitahovány k sobě navzájem. Možná jste také nalepili balón na jednu ze stěn ve vašem domě. Je to proto, že nabité objekty, ať už pozitivní nebo negativní, jsou také přitahovány k neutrálně nabitým objektům, jako je zeď. Pokud jste však balón přivedli k jinému balónu, který jste nabíjeli tímto způsobem, oba balóny by se od sebe vzdálily. Je to proto, že dva objekty se stejným nábojem, ať už kladným nebo záporným, se vždy navzájem odpuzují.

•••sedmak / iStock / Getty Images

Viděli jste, jak se elektrony pohybují z vašich vlasů k balónu, když jste je třel o sebe. Ale proč se přesunuli z vašich vlasů k balónu a ne naopak? Balón v tomto experimentu vždy skončí záporně nabitý, protože některé látky se elektronů vzdávají snadněji než jiné, a pro gumu v balónu bude vždy snazší odebírat elektrony z vlasů než pro vaše vlasy elektrony z balón.

A triboelektrická řada je seznam, který ukazuje, jak snadné je pro různé látky navzájem odebírat elektrony. Čím nižší je látka na triboelektrické sérii, tím je pravděpodobnější její záporný náboj. Látka může brát elektrony z jakýchkoli látek nad ní v řadě. Vezměme si například následující triboelektrickou řadu:

Vlasové skleněné papírové vlněné vinylové latexové teflony

Vidíte, že třením teflonu o kteroukoli z dalších látek na tomto seznamu budou tyto materiály kladně nabité, protože teflon může odebírat elektrony ze všech. A každá látka na tomto seznamu může být záporně nabitá tím, že vezme elektrony z vlasů.

•••Evgeniy1 / iStock / Getty Images

Kladné a záporné náboje jsou také důvodem, že během bouřky udeří blesk. Bouřkové mraky se vytvářejí, když kapky vody v chladu, horní části atmosféry zmrznou a padají; současně proudy vznášejí vodní páru. Klesající a stoupající voda se třou o sebe: Klesající voda se negativně nabije a stoupající voda se pozitivně nabije. Z tohoto důvodu je bouřkový mrak negativně nabitý na dně a kladně nabitý nahoře.

Normálně, protože nabitý objekt je přitahován k neutrálně nabitému objektu, elektrony v bouřkovém mraku by pomalu proudily k neutrálně nabité zemi. Vzduch mezi mrakem a zemí však slouží jako izolátor, látka, která brání elektronům v snadném pohybu. Jakmile se však na dně mraku vytvoří dostatečně silný záporný náboj, nedokáže jej zastavit ani vzduch. Všechny elektrony okamžitě skočí na zem v podobě úderu blesku.