ملتقى الفيزيائيين العرب - الأفعال المتبادلة الكهرومغناطيسية

1 . تمهيد :
■ إن الذرات في الحالة الطبيعية تكون معتدلة كهربائيا ، فعدد البروتونات المشحونة إيجابا يكون مساويا تماما لعدد الالكترونات المشحونة سلبا .
■ و عندما يشحن جسم سلبا فهذا يعني أنه قد اكتسب عددا معينا من الالكترونات الزائدة .. أما إذا شحن إيجابا فإنه يعني أنه قد فقد بعض الالكترونات . كما أن الشحنات المتشابهة تتدافع ( تتنافر ) و الشحنات المختلفة تتجاذب .. و إنه يوجد نوعين من الكهرباء لا غير : موجبة و سالبة .

نتائج

- الشحنة الكهربائية هي كمية الكهرباء التي تحملها الأجسام ، رمزها ( q ) و وحدتها الكولوم ( C ) نسبة و تكريما للعالم الفرنسي شارل أوغستين دي كولوم .
- إن الذرات و الجزيئات في المادة تكون معتدلة كهربائيا ( معدومة الشحنة ) .
- إن عملية التكهرب هي انتقال للالكترونات بين الذرات .
- تتجاذب الشحنات الكهربائية إن كانت من اسمين مختلفين و تتنافر إن كانت من نفس الاسم .
2 . القوى الكهربائية - قانون كولوم :
شارل أوغستين دي كولوم ( 1736 م - 1806 م ) فيزيائي فرنسي .. قام بأعمال رائدة في الكهرباء ، ففي سنة 1785 م قام كولوم بأول تجربة تمكن من قياس القوى الكهربائية الناتجة عن التأثير المتبادل بين جسمين مشحونين ، بواسطة ميزان فتل من تصميمه الشخصي يشبه الجهاز الذي استعمله من بعده الفيزيائي و الكيميائي الانجليزي هنري كافنديش لقياس القوى الناتجة عن التجاذب الكوني .. و مكنته هذه التجربة من اكتشاف قانونه المعروف باسمه ، و الذي يقرر بأن :

تنشأ بين جسمين مشحونين ( a و b ) قوتا تجاذب أو تنافر ( Fa/b و Fb/a ) على الترتيب ، بحيث يكون :
■ نقطتا التأثير هما مركزي الجسمين .
■ حاملاهما واحد و هو المستقيم المار من مركزي الجسمين .
■ جهتاهما متعاكستين .
■ شدتاهما واحدة و تكون متناسبة طردا مع القيمة المطلقة لجداء شحنتيهما و عكسا مع مربع المسافة الفاصلة بينهما .
و نصوغ هذا القانون في علاقة رياضية بالشكل التالي :
sama.JPG (6.5 كيلوبايت)
- q1 هي شحنة الجسم a .
- q2 هي شحنة الجسم b .
- أما K فهو ثابت كولوم .. و تكون قيمته حوالي :
K = 9.10^9 N.m^2 / C^2

نتائج :

- تكون ذرات و جزيئات المادة مستقرة و متماسكة بفضل التأثيرات الكهرومغناطيسية المتبادلة فيما بينها .
- تظهر القوى الكهربائية في الذرات و الجزيئات و بين الدقائق المشحونة ، و هي المسؤولة عن جميع التحولات الكيميائية .. إذن فمجال تطبيقها هو المستوى المجهري ( الميكروسكوبي ) للمادة و لا يكون لها أي تأثير في مجال الأجرام السماوية ( النجوم و الكواكب ) التي تكون معتدلة كهربائيا .
- يكون تأثير القوى الكهربائية تجاذبيا أو تنافريا ( حسب طبيعة الشحنات ) و يصل مدى هذا التأثير إلى مالا نهاية ( ليس لهذه القوى حدود ) .

بهذا القانون استطاع كولوم أن يفسر تماسك المادة في المستوى المجهري .. ولكن هذا القانون لا يكون صالحا لتفسير استقرار النواة الذرية بسبب التنافر الشديد بين البروتونات .