Да ли сте икада видели удар грома или сте се шокирали када сте додирнули кваку? Ако је то случај, приметили сте снагу електричних наелектрисања у акцији. Позитивни и негативни електрични набоји настају кретањем ситних честица званих електрони. Иако су електрони толико мали да их се не може видети ни микроскопом, можете видети како настају позитивни и негативни набоји само употребом предмета у вашој кући.
Електрони и наелектрисање
•••ДанЦоманициу / иСтоцк / Гетти Имагес
Можда већ знате да се сва материја састоји од микроскопских честица које се називају атоми. Међутим, атоми се састоје од још мањих честица које се називају електрони, протони и неутрони. Протони се налазе у центру или језгру атома и имају позитивно наелектрисање; неутрони се такође налазе у језгру, али немају наелектрисање. Електрони круже око језгра и негативно су наелектрисани.
Обично атом има једнак број протона и електрона. Међутим, пошто се електрони налазе у спољном делу атома, они ће се понекад премештати са једног атома или групе атома на други. Када атом или група атома има више електрона него протона, то је
Како створити позитиван набој
•••сарахдоов / иСтоцк / Гетти Имагес
Ако сте икада трљали балон у косу и користили га за усправљање косе, већ знате како да направите позитивне и негативне набоје. Кад год се атоми трљају једни о друге, електрони се могу преносити између њих. То значи да објекат не може постати позитивно набијен, осим ако други предмет постане негативно набијен; ти електрони морају некамо да оду. Када сте трљали балон у косу, електрони су се преселили из атома у вашој коси у атоме у балону, чинећи вашу косу позитивно напуњеном, а балон негативно напуњеном.
Коса вам се усправља јер се међусобно привлаче предмети са супротним набојима. Можда сте балон залепили и за један од зидова у вашој кући. То је зато што наелектрисане предмете, било позитивне или негативне, привлаче и неутрално набијени предмети, попут зида. Међутим, ако сте балон приближили другом балону који сте напунили на овај начин, два балона би се одмакнула један од другог. То је зато што се два предмета са истим набојем, било позитиван или негативан, увек одбијају.
Трибоелецтриц Сериес
•••седмак / иСтоцк / Гетти Имагес
Видели сте како се електрони померају са ваше косе на балон када сте их трљали један о други. Али зашто су се са ваше косе пребацили на балон, а не обрнуто? Балон ће у овом експерименту увек завршити негативно наелектрисан, јер се одређене супстанце лакше од других одричу електрона, и гуми у балону ће увек бити лакше да узме електроне из ваше косе него вашој коси да узме електроне из балон.
А. трибоелектричне серије је листа која показује колико је лако различитим супстанцама да узимају електроне једна од друге. Што је супстанца нижа у трибоелектричном низу, већа је вероватноћа да ће постати негативно наелектрисана. Супстанца може да узме електроне из било које супстанце изнад ње у низу. На пример, узмимо следеће трибоелектричне серије:
Коса стаклени папир вуна винил латекс тефлон
Можете видети да ће трљање тефлона о било коју другу супстанцу са ове листе учинити ове материјале позитивно наелектрисаним, јер тефлон може узети електроне из свих њих. А било која супстанца са ове листе може постати негативно наелектрисана узимањем електрона из косе.
Зашто муња удара?
•••Евгении1 / иСтоцк / Гетти Имагес
Позитивни и негативни наелектрисања су такође разлог удара грома током грмљавине. Облаци грмљавине настају када се капљице воде у хладном, горњи делови атмосфере чврсто заледе и падну; истовремено узводни канали воде водену пару горе. Вода у паду и у порасту трљају се једна о другу: Вода у паду постаје негативно наелектрисана, а вода у порасту постаје позитивно набијена. Због тога је грмљавински облак на дну негативно наелектрисан, а на врху позитивно.
Обично, јер наелектрисани објекат привлачи неутрално наелектрисани предмет, електрони у грмљавинском облаку полако би текли ка неутрално наелектрисаном тлу. Међутим, ваздух између облака и земље служи као изолатор, супстанца која спречава лако кретање електрона кроз њу. Али једном када се на дну облака накупи довољно јак негативни набој, чак ни ваздух не може да га заустави. Сви електрони одједном скоче на земљу у облику удара грома.