Die physikalische Größe der elektrischen Ladung gibt den Elektronenüberschuss bzw. Elektronenmangel an. Sie ist stets ein Vielfaches der Elementarladung e e. Q = N ⋅ e Q=N\cdot e \, mit e = ± 1, 602176634 ⋅ 1 0 − 19 C e = \pm 1{, }602176634\cdot10^{-19}C und einer natürlichen Zahl N Für den elektrischen Strom I I gilt der Zusammenhang wobei t t die Zeit ist. Ladungsarten Zum Verständnis von elektrischen Erscheinungen ist die Kenntnis über eine grundlegende physikalische Größe nötig: die elektrische Ladung. Denn alle elektrischen Beobachtungen beruhen auf der Bewegung positiver und negativer Ladungen. Die Ladung ist eine Eigenschaft von Teilchen (z. B. Elektronen, Atome, Moleküle, Ionen …). Man unterscheidet zwischen geladenen und ungeladenen Teilchen. Wie verhalten sich positiv oder negativ geladen Teilchen in einem magnetfeld? (Physik, Strahlung, Radioaktivität). Weiterhin werden geladene Teilchen in positiv und negativ geladene Teilchen unterschieden. Kraftwirkung zwischen geladenen körpern Zwischen geladenen Teilchen besteht eine elektromagnetische Wechselwirkung. Das bedeutet, sie üben wechselseitig eine Kraft aufeinander aus.
Um 500 vor Christus (v. Chr. ) hat der griechische Naturphilosoph Leukipp den Begriff Atom eingeführt. Das Atom wird vom griechischen Atomos abgeleitet, was "unteilbar" bedeutet. Heute wissen wir, dass Atome teilbar sind und aus einer Anordnung von Neutronen, Protonen und Elektronen bestehen. Negative geladene teilchen. Atommodelle Damals, zur Zeit Leukipps, wie auch heute, sind fast alle Definitionen und Erklärungen um Atome und Atommodelle eher theoretischer Natur. Nicht selten werden Atommodelle dazu benutzt unerklärbare Effekte oder Mechanismen eines Atoms plausibel zu machen. 1911 hat Rutherford das Atommodell mit Kern und Hülle entwickelt. Seiner Annahme zufolge bestand der Atomkern aus der gesamten positiven Ladung und die negativ geladenen Elektronen umkreisen in einer Hülle den Kern. Die Fliehkraft der kreisenden Elektronen sollte die Anziehungskraft durch den Kern auflösen und so die Elektronen in ihrer Bahn halten. 1913 berechnete der dänische Physiker Niels Bohr die verschiedenen Energiestufen in einem Atom.
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Diese Kraft bezeichnet man als die Coulombkraft. Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab. Abb. 1: Ungleichnamige Ladungen Abb. 2: Zwei positive Ladungen Abb. 3: Zwei negative Ladungen Elementarladung Jede elektrische Ladung ist ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung. Ein Elektron: − e ≈ − 1, 6022 ⋅ 1 0 − 19 C -e\approx -1{, }6022\cdot10^{-19}C Ein Proton: + e ≈ + 1, 6022 ⋅ 1 0 − 19 C +e\approx +1{, }6022\cdot10^{-19}C Bei negativ bzw. positiv geladenen Körpern handelt es sich um einen Elektronen überschuss bzw. -mangel. Negativ geladenes teilchen 5. Die Menge des Überschusses bzw. des Mangels ist die Ladung der Körpers. Neutralisation Hat man zwei entgegengesetzt gleich groß geladene, leitende Körper ( z. zwei Metall-Kugeln mit der Ladung + Q +Q und − Q -Q) und bringt sie zur Berührung, so heben sich die Ladungen gegenseitig auf und wir erhalten zwei ungeladene Körper. Die beiden Kugeln haben sich neutralisiert. Ladungstrennung Durch Ladungstrennung können wir Gegenstände elektrisch aufladen.
Elektronen und Protonen, aus denen Atome aufgebaut sind, sind solche elektrisch geladenen Teilchen. Elektronen sind negativ geladen. Protonen sind positiv geladen. Bringst du zwei positiv geladene Teilchen nah beinander, dann stoßen sie sich ab. Auch zwei negative Teilchen stoßen sich ab. Wenn du dagegen ein positives und ein negatives Teilchen zusammenbringst, dann ziehen sie sich an. Durch eine derartige Abstoßung und Anziehung wechselwirken geladene Teilchen miteinander. Wann ziehen sich Ladungen an und wann stoßen sie sich ab? Gleichpolige Ladungen (+ und +) oder (- und -) stoßen sich elektrisch ab. Ungleichpolige Ladungen (+ und -) ziehen sich elektrisch an. Experimentell wird außerdem festgestellt, dass diese geladenen Teilchen nicht alle gleich stark sich anziehen oder abstoßen! Atome, Elektronen und Ionen (Atom Protonen Neutronen Ladungsträger Atommodell). Es gibt geladene Teilchen, die sich stärker anziehen als andere. Um diesen Unterschied in der Anziehung und Abstoßung zu quantifizieren, sagt man, dass die geladenen Teilchen verschiedene Ladung \(q\) tragen.
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