कोई वस्तु धनात्मक रूप से आवेशित कैसे होती है?

क्या आपने कभी बिजली के झटके को देखा है या जब आप दरवाजे के घुंडी को छूते हैं तो चौंक जाते हैं? यदि हां, तो आपने विद्युत आवेशों की क्रिया में शक्ति देखी है। इलेक्ट्रॉनों नामक छोटे कणों की गति से धनात्मक और ऋणात्मक विद्युत आवेश उत्पन्न होते हैं। जबकि इलेक्ट्रॉन इतने छोटे होते हैं कि उन्हें माइक्रोस्कोप से भी नहीं देखा जा सकता है, आप देख सकते हैं कि आपके अपने घर में वस्तुओं का उपयोग करके सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज कैसे बनते हैं।

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आप पहले से ही जानते होंगे कि सभी पदार्थ सूक्ष्म कणों से बने होते हैं जिन्हें परमाणु कहा जाता है। हालाँकि, परमाणु और भी छोटे कणों से बने होते हैं जिन्हें इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन कहा जाता है। प्रोटॉन एक परमाणु के केंद्र या नाभिक में पाए जाते हैं, और उन पर धनात्मक आवेश होता है; न्यूट्रॉन भी नाभिक में पाए जाते हैं लेकिन उन पर कोई आवेश नहीं होता है। इलेक्ट्रॉन नाभिक की परिक्रमा करते हैं और ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं।

आम तौर पर, एक परमाणु में समान संख्या में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन होते हैं। हालाँकि, क्योंकि इलेक्ट्रॉन एक परमाणु के बाहरी भाग में पाए जाते हैं, वे कभी-कभी एक परमाणु या परमाणुओं के समूह से दूसरे में चले जाते हैं। जब किसी परमाणु या परमाणुओं के समूह में प्रोटॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो यह होता है

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यदि आपने कभी अपने बालों में एक गुब्बारा रगड़ा है और अपने बालों को खड़ा करने के लिए इसका इस्तेमाल किया है, तो आप पहले से ही सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज करना जानते हैं। जब भी परमाणु एक दूसरे के खिलाफ रगड़ते हैं, तो उनके बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित हो सकते हैं। इसका अर्थ है कि एक वस्तु तब तक धनात्मक रूप से आवेशित नहीं हो सकती जब तक कि दूसरी वस्तु ऋणात्मक रूप से आवेशित न हो जाए; उन इलेक्ट्रॉनों को कहीं जाना है। जब आप बैलोन को अपने बालों में रगड़ते हैं, तो इलेक्ट्रॉन आपके बालों के परमाणुओं से गुब्बारे के परमाणुओं में चले जाते हैं, जिससे आपके बाल सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाते हैं और गुब्बारा नकारात्मक चार्ज हो जाता है।

आपके बाल खड़े हो जाते हैं क्योंकि विपरीत आवेश वाली वस्तुएँ एक-दूसरे की ओर आकर्षित होती हैं। हो सकता है कि आपने गुब्बारे को अपने घर की किसी दीवार पर चिपका दिया हो। इसका कारण यह है कि आवेशित वस्तुएँ, चाहे धनात्मक हों या ऋणात्मक, भी दीवार की तरह न्यूट्रल रूप से आवेशित वस्तुओं की ओर आकर्षित होती हैं। हालाँकि, यदि आप गुब्बारे को दूसरे गुब्बारे के पास लाते हैं जिसे आपने इस तरह चार्ज किया है, तो दोनों गुब्बारे एक दूसरे से दूर चले जाएंगे। इसका कारण यह है कि समान आवेश वाली दो वस्तुएँ, चाहे धनात्मक हों या ऋणात्मक, हमेशा एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करती हैं।

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आपने देखा है कि जब आप एक दूसरे के खिलाफ रगड़ते हैं तो इलेक्ट्रॉन आपके बालों से गुब्बारे तक कैसे जाते हैं। लेकिन वे आपके बालों से गुब्बारे की ओर क्यों चले गए, न कि इसके विपरीत? इस प्रयोग में गुब्बारा हमेशा ऋणात्मक रूप से चार्ज होगा, क्योंकि कुछ पदार्थ दूसरों की तुलना में अधिक आसानी से इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं, और गुब्बारे में मौजूद रबर के लिए आपके बालों से इलेक्ट्रान लेना हमेशा आसान होगा, न कि आपके बालों के लिए गुब्बारा।

ए ट्राइबोइलेक्ट्रिक श्रृंखला एक सूची है जो दर्शाती है कि विभिन्न पदार्थों के लिए एक दूसरे से इलेक्ट्रॉन लेना कितना आसान है। एक ट्राइबोइलेक्ट्रिक श्रृंखला पर एक पदार्थ जितना कम होता है, उसके नकारात्मक चार्ज होने की संभावना उतनी ही अधिक होती है। एक पदार्थ श्रृंखला में अपने ऊपर के किसी भी पदार्थ से इलेक्ट्रॉन ले सकता है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित ट्राइबोइलेक्ट्रिक श्रृंखला लें:

हेयर ग्लास पेपर वूल विनील लेटेक्स टेफ्लॉन

आप देख सकते हैं कि इस सूची के किसी भी अन्य पदार्थ पर टेफ्लॉन को रगड़ने से ये पदार्थ धनात्मक रूप से आवेशित हो जाएंगे, क्योंकि टेफ्लॉन उन सभी से इलेक्ट्रॉन ले सकता है। और इस सूची का कोई भी पदार्थ आपके बालों से इलेक्ट्रॉन लेकर नकारात्मक रूप से चार्ज हो सकता है।

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गरज के साथ बिजली गिरने का कारण सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज भी हैं। गरज के बादल तब बनते हैं जब ठंड में पानी की बूंदें, वायुमंडल के ऊपरी हिस्से जम कर गिर जाते हैं; उसी समय, अपड्राफ्ट जल वाष्प को ऊपर ले जाते हैं। गिरते और बढ़ते पानी एक दूसरे के खिलाफ रगड़ते हैं: गिरता हुआ पानी नकारात्मक चार्ज हो जाता है, और बढ़ता पानी सकारात्मक चार्ज हो जाता है। इस वजह से, थंडरक्लाउड नीचे की तरफ नकारात्मक चार्ज होता है और ऊपर से पॉजिटिव चार्ज होता है।

आम तौर पर, क्योंकि एक आवेशित वस्तु एक न्यूट्रल रूप से आवेशित वस्तु की ओर आकर्षित होती है, थंडरक्लाउड में इलेक्ट्रॉन धीरे-धीरे न्यूट्रल चार्ज ग्राउंड में प्रवाहित होंगे। हालाँकि बादल और जमीन के बीच की हवा एक के रूप में कार्य करती है इन्सुलेटर, एक पदार्थ जो इलेक्ट्रॉनों को आसानी से आगे बढ़ने से रोकता है। लेकिन एक बार जब बादल के तल पर एक मजबूत पर्याप्त नकारात्मक चार्ज बन जाता है, तो हवा भी इसे रोक नहीं सकती है। बिजली के झटके के रूप में सभी इलेक्ट्रॉन एक ही बार में जमीन पर कूद जाते हैं।