بار الکتریکی

بار یک ویژگی بنیادی در انواع ماده است که به صورت ربایش یا رانش الکتروستاتیکی در حضور ماده‌ای دیگر نمود پیدا می‌کند. بار الکتریکی ویژگی است که سرچشمه آن به بسیاری از ذرات زیر اتمی ماده برمی‌گردد. بارِ ذراتی که به صورت آزاد یافت می‌شوند به اندازه ضریب صحیحی از بار بنیادی (بار یک الکترون) است.

اگر یک روز خشک و آفتابی روی قالی راه بروید، به محض این که دستتان با دستگیره فلزی تماس پیدا می‌کند، جرقه ایجاد می‌شود. و یا هنگام باریدن باران، آذرخش و رعد و برق را بارها ملاحظه کرده‌ایم. تمام این موارد حاکی از این است که مقدار زیادی بار الکترونی در اجسام پیرامون ما و حتی در بدن ما ذخیره شده است.

خنثی بودن غالب اشیاء مشاهده‌ پذیر و قابل لمس جهان، از لحاظ الکتریکی، این واقعیت را تایید می‌کند که تمام اشیاء حاوی تعداد زیادی بار الکتریکی مثبت و منفی هستند که چون تعداد این دو نوع بار الکتریکی یکسان است، لذا از نظر آثار خارجی کاملاً اثر یکدیگر را بی‌اثر می‌کنند. فقط هنگامی که این توازن زیبای الکتریکی از بین برود، طبیعت آثار بارهای مثبت و منفی آشکار می‌شود. بنابراین زمانی که گفته می‌شود، جسمی باردار است، منظور این است که بار الکتریکی در جسم اندکی نامتوازن شده است.

بار الکتریکی کمیتی گسسته است. رابرت میلیکان نیز در آزمایش‌های خود به این حقیقت می‌رسد و مقدار بار یک الکترون را نیز اندازه می‌گیرد. بنابراین به صورت کمیت‌های گسسته می‌گوییم که بار یک الکترون 1- و بار یک پروتون 1+ است. ذرات بارداری که بار آن‌ها همنام باشد یکدیگر را می‌رانند و ذراتی که بارهای ناهمنام دارند یک دیگر را می‌ربایند.

بار الکتریکی یک جسم برابر با مجموع بارهای الکتریکی ذرات سازنده آن است. این بار به طور معمول کوچک است؛ چون ماده از اتم ساخته شده و اتم‌ها به تعداد مساوی از پروتون و الکترون در هسته خود دارند، در نتیجه از نظر الکتریکی خنثی هستند.

یک یون، اتمی (یا دسته‌ای از اتم‌ها) است که یک یا چند الکترون ازدست داده‌ یا به‌دست آورده‌است. اتمی که الکترون از دست دهد بار خالص آن مثبت می‌شود که آن را کاتیون می‌نامیم و اتمی که الکترون بدست آورد بار خالص آن منفی می‌شود و آن را آنیون می‌نامیم.

گاهی مجموع بارهای الکتریکی یک جسم صفر است؛ اما بار آن به صورت غیر یکنواخت پخش شده (مثلاً به دلیل حضور یک میدان الکترومغناطیسی یا دوقطبی‌های موجود در ماده) در این حالت می‌گوییم جسم قطبی شده‌است. بار الکتریکی بدست آمده از قطبی‌شدن ماده را بار مرزی، بار تولید شده بر روی یک جسم که ناشی از بار گرفته‌شده یا داده‌ شده به جسمی دیگر است را بار آزاد و حرکت الکترون‌ها را در یک جهت خاص در فلزات رسانا، جریان الکتریکی می‌نامیم.

یکای بار الکتریکی

در سامانه بین‌المللی یکاها واحد بار الکتریکی کولمب معادل 6/242 * 10¹⁸  برابر بار یک پروتون می‌باشد.

بنابراین بار e = 1.602 * 10^-19  یک الکترون کولمب است.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا