انسان از زمانهای بسیار دور با پدیده هایی مشابه آن چه بیان شده آشنا بوده است. بررسی این پدیده ها و تلاش برای درک علت آنها باعث پیشرفت دانش و فناوری بسیار گسرتده ای در این زمینه شده است. به این مبحث از دانش الکتریسته گفته می شود . برای بررسی الکتریسته ، ابتدا باید با کمیتی به نام بار الکتریکی آشنا شویم. وقتی میله ای پلاستیکی را با پارچه ای پشمی مالش دهیم. به علت مالش میله با پارچه ، در میله تغییری ایجاد می شود و میله خاصیت جدیدی پیدا می کند ازاین رو تکه های کوچک کاغذ را جذب می کند. در این صورت می گوئیم میله دارای بار الکتریکی شده است. وقتی دو جسم با یکدیگر مالش داده شوند، معمولاً هر دو دارای بارالکتریکی می شوند. مشاهده آثار باردار شدن جسم ها، این واقعیت را نشان می دهد که وقتی دو جسم دارای بار الکتریکی می شوند ،‌بر یکدیگر نیرو وارد می کنند، برسی و تحلیل آزمایش هایی نظیر فعالیتی که شما انجام دادید در واقعیت را نشان می دهد.
الف) نیروی الکتریکی موجود بین جسم هایی که دارای بار الکتریکی هستند، گاهی ربایشی و گاهی رانشی است.
ب) دو نوع بار الکتریکی وجود دارد.

دو نوع نیرو، دو نوع بارالکتریکی:

دیدیم که نیروی الکتریکی، موجود بین پارچه و بادکنک ربایشی است اما دو بادکنکی که با یک پارچه مالش داده شده اند، یکدیگر را می رانند، یعنی نیروی الکتریکی بین آنها ، رانشی استف هر دو بادکنک با یک پارچه مالش داده شده اند. در نتیجه، بار الکتریکی آن ها یکسان است. وجود نیروی ربایشی بین پارچه و بادکنک و نیز نیروی رانشی بین دو بادکنک ،‌نشان می دهد که وقتی پارچه و بادکنک به یکدیگر مالش داده می شوند،‌بارهای الکتریکی ایجاد شده در آن ها، یکسان نیست.
زیرا اگر بار الکتریکی پارچه و بادکنک یکسان باشد، باید پارچه ، بادکنک را براند. از یکسان نبودن بارالکتریکی پارچه و بادکنک می توان نتیجه گرفت که دو نوع بارالکتریکی وجود دارد. دانشمندان برای تشخیص بارهای الکتریکی از یک دیگر آن ها را نامگذاری کرده اند. بارالکتریکی که در بادکنک ایجاد می شود (و بارهای مشابه آن) را بار الکتریکی منفی و بار الکتریکی که در پارچه ایجاد می شود ( و بارهای مشابه آن) را بارالکتریکی مثبت می نامند.
بررسی چند آزمایش نظیر آن چه شما انجام داده اید به ما کمک می کند تا به دو قاعده ی اساسی الکتریسته درباره ی نیروهایی که دو جسم باردار به یکدیگر وارد می کنند، پی ببریم:
۱ – دو جسم که بارالکتریکی همنام دارند (هر دو منفی یا هر دو مثبت) بر یکدیگر نیروی رانشی وارد می کنند.
۲ – دو جسم که بار الکتریکی غیرهمنام (یکی منفی و دیگری مثبت) دارند، بر یکدیگر نیروی ربایشی وارد می کنند.
معمولاً در برق نماها تیغه های پائین را به شکل دولا می سازند تا براحتی حرکت کند. همان طور که در بخش ماده و تغییرات آن خواندید، مواد از اتم ساخته شده اند. هر اتم از تعدادی پروتون (P) و نوترون (n) که هسته ی آن را می سازند و تعدادی الکترون که بدور هسته در حال چرخش هستند، ساخته شده است . بارالکتریکی یک پروتون مثبت و از نظر اندازه – برابر با بار الکتریکی الکترون (منفی) است. در یک اتم در حالت عادی تعداد پروتون ها همیشه با تعداد الکترون ها مساوی است.
در نتیجه چون اتم در حالت عادی دارای دو نوع بارالکتریکی مثبت و منفی به مقدار مساوی است اتم از نظر بارالکتریکی خنثی است. اما اگر از یک اتم، الکترونی جدا شود چون تعداد پروتون های آن بیشتر از تعداد الکترون هایش می شود. دیگر از نظر بار الکتریکی خنثی نیست و دارای بارالکتریکی مثبت می شود.

همچنین، اگر تعدادی الکترون به یک اتم افزوده شود، اتم دارای بار الکتریکی منفی می شود . باید توجه داشت که باردار شدن اتم ها فقط از طریق انتقال الکترون انجام می شود و پروتون ها در این کار نقش ندارند، زیرا پروتون ها ذرات سنگین هستند که با نیروی بسیار زیادی در هسته ی اتم نگهداشته شده اند و نمی توان آن ها را به راحتی الکترون از اتم جدا کرد.

القای بارالکتریکی :

با باردار کردن اجسام به روش مالش دادن آشنا شده اید.معمولاً از روش مالش برای باردار کردن اجسام غیرفلزی استفاده می شود.

آذرخش (صاعقه) برقگیر

ابرها به علت مالش به هوا یا کوههای بلند، دارای بارالکتریکی می شوند. اگر قطعه ابر بارداری به زمین نزدیک شود. بین ابر و بلندتری نقطه ی زمی در یک منطقه مثلاً قله ی یک کوه بلند، جرقه ی الکتریکی در واقع جهش الکترون ها از یک جسم به جسم دیگر است. این عمل با نور و گرما همراه است. گاهی طول جرقه بین ابر و زمین (با دو قطعه ابر) به چند کیلومتر می رسد. این عمل را تخلیه الکتریکی می نامند.

به تخلیه الکتریکی بین ابر و زمین آذرخش یا صاعقه گفته می شود.اگر آذرخش به محل مسکونی یا مزرعه برخورد کند،‌ خسارت ها ی جبران ناپذیری ایجاد می کند. برای حفاظت ساختمان های بلند از خطر اصابت آذرخش،‌از وسیله ی بسیار ساده ای به نام برقگیر استفاده می کنند. برقگیر یک میله ی فلزی مکنت (معمولاً مس) است که در بالاتین نقطه ی ساختمان های بلند نصف می شود. این قطعه ی مسی کامل مس به زمین مرطوب در زیر ساختمان وصل می شود. در صورت نزدیک شدن ابر باردار به ساختمان، بارالکتریکی ابر توسط برقگیر، در زمین تخلیه می شود و ساختمان از آسیب مصون می ماند.

آزمایش کنید
۱- دو بادکنک و یک تکه پارچه ی پشمی تهیه کنید. به داخل بادکنک ها بدمید دهانه ی آن ها را محکم ببندید.
۲ – یکی از بادکنک ها را با پارچه ی پشمی مالش دهید. سپس یکپارچه و باردیگر، بادکنک را به تکه های کاغذ نزدیک کنید. چه روی می دهد؟

وقتی بادکنک ها را با پارچه پشمی مالش می دهیم . هم پارچه پشمی و هم بادکنک ها دارای بارالکتریکی می گردند و اگر آن ها را به تکه های کاغذ نزدیک کنیم. آن ها را جذب می کننند و این نشان می دهد که در اثر مالش پارچه پشمی و بادکنک هر دو دارای بارالکتریکی شده اند.

۳ – بادکنک را توسط یک نخ آویزان کنید و آن را با پارچه مالش دهید. اکنون پارچه را بدون تماس بادکنک ،‌به آن نزدیک کنید، چه روی می دهد؟

در اثر مالش پارچه پشمی و بادکنک هر دو دارای الکتریکی می گردند و اگر پارچه پشمی را به بادکنک آویزان نزدیک کنیم، آن را جذب می کند. این نشان می دهد که اثر بارالکتریکی ایجاد شده در پارچه پشمی و بادکنک به صورت نیروی ربایش است.

سؤال از متن درس فصل ۸ :
۱ – چرا وقتی با پارچه خشک و پرز داری صفحه تلویزیون را تمیز می کنید، پرزها پارچه به صفحه تلویزیون می چسبد؟

در اثر مالش پارچه، صفحه تلویزیون دارای بارالکتریکی می گردد و ذرات پرز پارچه را جذب می کند.

۲ – برای مطالعه دانش الکتریسته با چه کمیتی باید آشنا شویم ؟

ابتدا باید با کمیت بارالکتریکی آشنا شویم.

۳ – وقتی دو جسم را با یکدیگر مالش می دهیم، چه اتفاقی می افتد؟

معمولاً ‌هر دو جسم دارای بارالکتریکی می شوند.

۴ – چرا نیروی الکتریکی بین بارهای الکتریکی به صورت ربایشی و یا رانشی است؟

زیرا دو نوع بارالکتریکی وجود دارد.

۵ – وقتی بادکنک را بوسیله ی پارچه پشمی مالش دهیم، بارالکتریکی بادکنک و پارچه پشمی را چه می نامند؟

بارالکتریکی ایجاد شده در بادکنک را بارالکتریکی منفی و بارالکتریکی ایجاد شده در پارچه پشمی را بار الکتریکی مثبت می نامند.

۶ – اثر بارهای الکتریکی مثبت و منفی بر یکدیگر چگونه است؟

بارهای الکتریکی هم نام (منفی با منفی) و یا (مثبت با مثبت) یکدیگر را دفع می کنند ولی بارهای الکتریکی غیرهم نام (مثبت و منفی) یک دیگر را جذب می کنند.

۷ – برق از چه قسمت هایی ساخته شده است؟

برق نما از یک قرص فلزی یا کلاهک، میله فنری ورقه های فلزی ساخته شده است.

۸ – از برق نما چه استفاده ای می شود؟

به کمک برق نما می توان نشان داد که یک جسم بارالکتریکی دارد یا خیر، علاوه بر آن می توان نوع بارالکتریکی یک جسم را مشخص کرد.

۹ – اتم چیست؟

هر ماده ی از اجزای ریزی تشکیل شده است که اتم نام دارد.

۱۰ – هر اتم از چند قسمت تشکیل شده است؟
هر اتم از دو قسمت تشکیل شده است یک قسمت هسته ی اتم و دیگری الکترون نام دارد.

۱۱ – اجزای تشکیل دهنده ی هسته را نام ببرید.
هسته از دو ذره تشکیل شده است. یک ذره پروتون با نماد (p) که دارای بارالکتریکی مثبت است و ذره ی دیگر نوترون با نماد (n) که بار الکتریکی ندارد.

۱۲ – الکترون آزاد چیست؟
در اتم عنصرها،‌الکترونی را که در دورترین فاصله از هسته واقع است، به راحتی از اتم جدا می شود از یک اتم به اتم دیگر جهش می کند. به اینگونه الکترون ها الکترون آزاد می گویند.

۱۳ – اگر پروتون از هسته اتم جدا شود چه می شود؟
اگر پروتون از هسته جدا شود، مشخصات و خاصیت های اتم تغییر می کند و به عنصر دیگری تبدیل می شود.