"Institute of Educational Policy" Books
Στατικός ηλεκτρισμός
2.1. Τι είναι ο ηλεκτρισμός;
Η φύση του ηλεκτρισμού κατανοήθηκε με πληρότητα στα πρώτα χρόνια του αιώνα μας. Μια πολύ καλή αρχή, όμως, είχε γίνει από τον Αμερικανό Benjamin Franklin (1706-1790). Η θεωρία του Φραγκλίνου για τον ηλεκτρισμό ήταν πολύ απλή. Σύμφωνα με αυτήν:
Κάθε αντικείμενο περιέχει ηλεκτρισμό. Εάν ο ηλεκτρισμός που περιέχει είναι περισσότερος από το κανονικό μερίδιο του, τον ονομάζει "συν", εάν είναι λιγότερος από το κανονικό μερίδιό του, τον ονομάζει "μείον".
Άρχισε τη ζωή του ως μαθητευόμενος σε τυπογραφείο και στη συνέχεια έγινε επιτυχημένος τυπογράφος. Σε ηλικία 40 ετών παρακολούθησε κάποια πειράματα ηλεκτρισμού και γοητεύτηκε τόσο πολύ, ώστε πούλησε το τυπογραφείο του και αφιέρωσε την υπόλοιπη ζωή του σε πειραματική έρευνα. Ήταν ο πρώτος που κατανόησε ότι η αστραπή είναι μια τεράστια ηλεκτρική εκκένωση. Για να συγκεντρώσει φορτίο από τα σύννεφα "πέταξε" ένα χαρταετό με μεγάλο κίνδυνο της ζωής του. Έμαθε αρκετά, ώστε να παραγάγει την πρώτη τεχνητή αστραπή για την οποία έγινε ξακουστός. Αργότερα, όταν οι αμερικανικές αποικίες ανεξαρτητοποιήθηκαν από τη Βρετανία και απετέλεσαν τις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, η φήμη του ως ριζοσπάστη πολιτικού μεγάλωσε περισσότερο.
Σήμερα γνωρίζουμε ότι, πράγματι, υπάρχουν δύο είδη ηλεκτρικού φορτίου, τα οποία ακόμα τα ονομάζουμε "συν" και "μείον" ή θετικό φορτίο και αρνητικό φορτίο.
Η ονομασία "συν" και "μείον" δεν έχει καμία σχέση με τα αντίστοιχα σύμβολα των μαθηματικών. Δεν πρέπει να φανταστείτε ότι το ηλεκτρόνιο έχει κάτι αρνητικό μέσα του ή ότι το πρωτόνιο έχει κάτι θετικό. Το ηλεκτρόνιο και το πρωτόνιο είναι δυο στοιχειώδη σωματίδια, που φέρουν ηλεκτρικά φορτία, τα οποία είναι από ποιοτική άποψη διαφορετικά και έχουν αντίθετες ιδιότητες. Δυο βολικά σύμβολα αντίθεσης είναι το + και το -. Έτσι υιοθετήθηκαν αυτά τα σύμβολα.
Τα ερωτήματα που προκύπτουν είναι: 1. Τι είναι το ηλεκτρικό φορτίο 2. Πού βρίσκεται 3. Πώς αλληλεπιδρούν τα φορτία μεταξύ τους και με την ύλη γενικά.
Απάντηση στο πρώτο ερώτημα δεν υπάρχει. Κανείς δε γνωρίζει τι είναι το ηλεκτρικό φορτίο. Εκείνο που γνωρίζουμε είναι ότι το ηλεκτρικό φορτίο παρουσιάζεται ως μία ιδιότητα των σωματιδίων που είναι γνωστά ως ηλεκτρόνιο και πρωτόνιο (και όχι μόνον αυτών).
Η απάντηση στο δεύτερο ερώτημα βρίσκεται στην προηγούμενη πρόταση: το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια μυστηριώδης ιδιότητα, την οποία εμφανίζουν κάποια σωματίδια που ονομάζονται στοιχειώδη σωματίδια.
Προσοχή: δεν έχουν όλα τα στοιχειώδη σωματίδια ηλεκτρικό φορτίο. Εμάς θα μας απασχολήσουν το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο.
Η απάντηση στο τρίτο ερώτημα δίνεται από το πείραμα.