إجابة سؤال: عند شحن فلز بشحنات كهربائية فإنها تتوزع على سطحه بسبب: قوة التنافر. قوة التجاذب. تعادل الشحنات الموجبة ؟
- الجواب: بسبب قوة التنافر
شرح الإجابة:
عند شحن الفلزات بالكهرباء، تبدأ الإلكترونات الحرة الموجودة داخل المادة الفلزية في التحرك بسبب ما تمتلكه من قدرة عالية على الانتقال. وبما أن هذه الشحنات تحمل نفس النوع، فإنها تتنافر فيما بينها، مما يدفعها إلى الابتعاد قدر الإمكان عن بعضها البعض لتقليل الطاقة الكامنة داخل الجسم.
تنتقل هذه الشحنات إلى سطح الفلز، حيث تجد مساحة كافية لتوزيع نفسها بشكل يقلل من التنافر الداخلي. هذه الظاهرة ناتجة بشكل مباشر عن قوة التنافر الكهروستاتيكي بين الشحنات المتشابهة. لا يحدث هذا التوزيع العشوائي، بل تتخذ الشحنات مواضع محددة تساعد على الوصول إلى حالة من التوازن الكهربي.
لو كانت قوة التجاذب هي المؤثرة، لكان من المتوقع أن تتجمع الشحنات في منطقة واحدة، وهذا لا يحدث. كما أن فكرة تعادل الشحنات الموجبة غير منطقية هنا، لأننا نتحدث عن جسم موصل يتم شحنه خارجيًا، وليس عن توزيع طبيعي ثابت في ذراته.
الموصلات مثل الفلزات تملك بنية بلورية تسمح بحركة الإلكترونات بحرية، ويُعرف هذا السلوك في الفيزياء باسم بحر الإلكترونات. هذه الإلكترونات تتنافر وتتوزع لتقليل كثافتها في أي نقطة داخل الجسم، مما يؤدي إلى تموضعها على السطح.
إقرأ أيضا:يجب أن يحمل المصاب إلى النقالة بواسطة شخصين على الأقل صواب خطأيُفسر هذا التوزيع أيضًا من خلال نظرية غاوس في الكهرباء الساكنة، والتي تنص على أن الشحنة في جسم موصل مستقر تكون دائمًا على السطح وليس داخله، لأن الحقول الكهربائية الناتجة عنها تكون صفرًا داخل الفلز، مما يعني أن الشحنات لا تبقى في الداخل.
إقرأ أيضا:تكمن الأهمية النظرية لدراسة علم النفس في معرفة أفكارنا ومشاعرنا وسلوكياتنابالتالي، السبب الوحيد والصحيح لتوزع الشحنات على سطح الفلز هو قوة التنافر الناتجة عن التفاعل بين الشحنات السالبة المتشابهة، والتي تجبر كل شحنة على الابتعاد عن الأخرى لتحقيق أقل قدر ممكن من الطاقة الكهربية الكامنة داخل الجسم الموصل.