Efectul triboelectric și sarcina

Presupun ca ai experimentat deja frecarea unui balon de par.Cand iei balonul de pe par, parul se ridica. Si daca inca nu ai experimentat, ar trebui sa incerci pentru a-ti face viata mai bogata si mai amuzanta. Sa presupunem totusi ca ai experimentat asta. Si ai avut senzatia ca ar avea de-a face cu balonul sau cu parul, care cumva interschimba energie sau ca unul este pozitiv iar celalalt negativ, si ca se atrag unul pe celalalt. Daca la asta te-ai gandit. ai avut dreptate in mare parte. Ceea ce ai experimentat dupa ce ai frecat balonul de capul tau, si apoi parul tau a fost atras de balon, se numeste Efectul Triboelectric. EFECTUL TRIBOELECTRIC. Oamenii observa asta de foarte mult timp, si nu tocmai cu baloane de petrecere sau alte chestii de genul. Ci cu altceva. Freaca panze de matase de bucati de sticla si observa ca are loc o atractie, Dupa o indelunga frecare, unul dintre obiecte se poate descarca, atunci cand atinge alt obiect. Oamenii au observat fulgerul, care pare un fel de acumulare care dintr-o data se descarca si poti vedea lumina dar si auzi tunetul zgomotos. Asta este ceva ce oamenii au observat de foarte mult timp, iar oamenii de stiinta au incercat sa inteleaga sau explice fenomenul. Din fericire pentru noi, exista acum o teorie, care explica foarte bine fenomenul. Acest fenomen denumit efect triboelectric, are legatura cu incarcarea sau sarcina. Acest efect ne spune ca exista lucruri in jurul nostru, ce au o proprietate denumita SARCINA. Unele elemente au incarcare pozitiva. Denumirea "incarcare pozitiva" este totusi o denumire data arbitrar. Alte elemente au incarcare opusa, denumita incarcare negativa. Le-am fi putut numi incarcare "mov" si incarcare "verde", sau incarcare "hipopotam" si incarcare"struț". Si am fi putut spune ca hipopotamii sunt mereu atrasi de struti, dar ca ei resping alti hipopotami.. Alte sarcini la fel resping sau atrag hipopotami.. Ai inteles ideea generala... Dar voi ramane la aceleasi cuvinte folosite de catre toti. Deci, daca spui ca un lucru are o sarcina, pozitiva, sa zicem si alt lucru are o sarcina negativa, in cadrul pe care vrem sa il cream, aceste doua lucruri se vor atrage. Deci sarcinile opuse se atrag, in timp sarcinile de acelasi fel se resping. Deci daca ai o incarcare pozitiva, si inca una pozitiva acestea vor accelera departe una fata de cealalta. Nu doar pozitiv-pozitiv, ci si negativ-negativ, se vor respinge pentru ca au aceleasi sarcini. Este foarte interesant sa ne gandim la acest fenomen chiar daca suntem obisnuiti sa gandim in termeni de sarcini. Chiar daca deja stii, ca avem sarcini negative si pozitive. Te gandesti la incarcarea telefonului. Incarcarea pare ceva fundamental in univers, si asta este adevarat, dar trebuie sa intelegi ca sunt doua cuvinte complet arbitrare si ele doar descriu o proprietate pe care o observam in jur. Daca ajungem la nivel de atom, ajungem la nivelul fundamental la care incarcarea are loc. Dar inca o data, acestea sunt de fapt modele pentru creierul nostru sa fie capabil sa prezica si sa descrie ce vedem in mediul inconjurator. Daca daca folosim acest model, ne putem imagina la scala atomica nucleul atomului compus din protoni si neutroni. Exista protoni si neutroni, si bazandu-ne pe acest model protonii au sarcina pozitiva. Protonii au sarcina pozitiva. Inca o data, aceasta conventie de a-i numi pozitivi, si de a pune un + in fata lor este doar o conventie. Nu e ca si cum protonii ar avea un plus tatuat pe ei... Am fi putut spune ca au sarcina rosie, sau nici nu am fi folosit cuvantul "sarcina". Este doar o conventie. Deci spunem ca protonii au sarcina pozitiva, si ca bazaie in jurul nucleului unui atom care de asemenea au electroni. Electronii au o masa mai mica. Masa este alta proprietate interesanta. Asociem masa in viata de zi cu zi, cu o alta proprietate a materiei, si credem ca putem intelege,pentru ca de asemenea intelegem notiuni ca "greutate" sau "volum". Dar si masa poate fi diferita. Oricum ideea acestiu videoclip, nu este sa vorbim despre masa, ci despre sarcina. Dar toate acestea sunt doar niste proprietati, ce ne ajuta sa intelegem mai bine fenomenele care ne inconjoara. Dar sa ne intoarcem la atom. Sa presupunem deci, ca ar avea 2 electroni, care nu sunt bineinteles, desenati la scara naturala, si care au sarcina negativa, Sa presupunem ca se invart in jurul nucleului. Acest model, chiar si la scala atonica, ne permite sa ne explicam ce se intampla in Efectul Triboelectric. Efectul Triboelectric este, asa cum am spus, foarte bine reprezentat de experimentul cu balonul si parul, si are loc datorita materialului parului si balonului. Cand intra in contact si se freaca, balonul primeste ele- ctroni de la par, incarcandu-se negativ si mai mult, in timp ce parul devine mai incarcat pozitiv, sau altfel spus, a pierdut electronii. Deci cand punem balonul in apropierea parului, (Aminteste-ti! sarcinile de acelasi fel se resping) electronii din par tind sa se indeparteze de ceilalti electroni, sarcina negativa incercand sa se indeparteze de cealalta sarcina negativa. Si cred ca se poate spune ca varfurile parului vor deveni apoi "mai" pozitive. Devening pozitive, vor incepe sa fie atrase de catre balon. Deci putem observa clar ce se intampla la nivel de transfer de electroni. Observand acest fenomen, ca si oameni de stiinta, putem incepe sa ne gandim la ceea ce se intampla exact in modelul ales. Acest model ofera o multitudine de informatii referitoare la multe fenomene din mediul inconjurator, precum fulgerul sau ca socul pe care il primesti cand atingi o clanta dupa ce ti-ai frecat pantoful de covor. Dar noua ne place sa masuram, deci vrem sa stim exact cat de mult se resping, si cat de mult se atrag. Unitatea de masura a sarcinii, sau si mai bine spus unitatea de masura elementara a sarcinii, este definita in termeni de sarcina a protonului sau a neutronului. Deci unitatea de masura a sarcinii se noteaza cu litera "e", si reprezinta sarcina protonului. "E" de la sarcina Ele- mentara a protonului. Reprezinta deci sarcina unui electron, desi are masa mult mult mai mica decat a protonului, masa atomului constituindu-se din protoni si neutroni. Deci electronul are masa mai mica decat neutroni si protoni, si de asemenea sarcina pozitiva ca si protonul. Cateodata se mai scrie conventional e negativ, depinzand de sarcina actuala daca il privesti ca unitate sau ca sarcina actuala asa cum il vom privi noi acum. Poti privi e-ul negativ ca si sarcina unui electron. Ceva care nu are nicio sarcina ca si neutronul, este numit neutru. Acesta este si motivul pentru care sunt numiti neutroni. Deci cel de acolo, cel de acolo este un neutron. Acum, daca trecem la o scara mai larga, mai mare decat cea atomica, unitatea de masura folosita in general este Coulomb, dupa Charles Augustin de Coulomb, un savant francez din secolul XVIII. Pentru coulomb se foloseste litera mica "c" si il scriem asa un coulomb. Majuscula C spunem ca este aproximativ egala cu 6.24 *10 la puterea 18 inmultit cu e protoni, 6.24 × 10^18 sau d.p.d.v. al magnitudinii ar fi opusul daca am vorbi de electroni, si anume 6.24*10 la puterea 18 electroni. Acum, daca vrem sa o luam pe alta cale, care este sarcina unui proton in raport cu unitatea de masura c? Vom folosi inversul acesteia. Deci va fi appx egala cu inversul, adica 1.60. Deci reciproca 1.60*10 la puterea -19 coulombi. Deci sa speram ca ai inteles la un nivel de baza, ce este sarcina. Sarcina o gasesti peste tot, pentru ca suntem obisnuiti in viata de zi cu zi cu electricitatea, si vom vorbi mai multe despre aceasta. Dar la baza ei stau aceste lucruri. Unul dintre misterele Universului. De ce si cum se atrag aceste particule care chiar si la o anumite distanta exercita imediat o forta una fata de cealalta. atractie sau respingere. Nu au un fir intre ele si totusi comunica. In mecanica cuantica, exista teorie care explica cum comunica. Dar in mod normal inca te surprinde cum se atrag? cum se resping? ce este de fapt sarcina? Le-am dat aceste denumiri, pentru a putea intelege mai bine si sa putem oarecum prezice ce se va intampla. Dar stim oare ce este sarcina? La un anumit nivel, este banal si pamantesc, si are de-a face cu baloane si par Insa la un nivel avansat este ceva puternic ce descrie universul, o proprietate importanta a materiei, care desi se lasa manipulata de catre noi, inca ramane un lucru fundamental si oarecum misterios.