Елементарні частинки|частки| і їх електромагнітне поле – особливий вид матерії

До структури атомів і молекул речовини входять різного роду елементарні частинки|частки|. Деякі з них мають електричний заряд. Для вивчення основ електротехніки досить ознайомитися з|із| основними властивостями електронів і протонів.

Протони - частинки, що маіють позитивний електричний заряд. Вони входять до складу атомного ядра, електричний заряд якого в цілому також позитивний. Займаючи|позичати| незначну частку|долю| об'єму|обсягу|, ядро містить|утримує| практично всю масу атома.

Навколо|навкруг| ядра розташовуються|перебувають| електрони – частинки |частки| з|із| негативним|заперечним| електричним зарядом (рис. 1.1). Електрони обертаються навколо|навкруг| власної осі і навколо ядра по замкнутих орбітах.

Кількість електронів в атомах різних хімічних елементів неоднакова. Наприклад, атом найлегшого елемента – водню – має один електрон, атом натрію – електронів, атом хлору – 17, а в атомі одного з важких|тяжких| елементів – урану – 92 електрони.

Загальний негативний заряд єлектронів у атомі будь-якого хімічного елемента дорівнює позитивному заряду ядра, тому атоми в звичайному|звичному| стані|достатку| електрично нейтральні.

Після|потім| видалення|віддалення| з|із| атома або введення|вступу| в нього одного або декількох електронів атом стає електрично зарядженим, причому заряд його завжди виявляється|опиняється| кратним заряду електрона. Це пояснюється|тлумачить| тим, що електрон має елементарний (найменший відомий) + електричний заряд, рівний

1,6^.10^-19 кулона(К).

Недостача електронів робить атом позитивно зарядженим, надлишок електронів обумовлює загальний його негативний заряд. То ж можна сказати про групу взаємозв'язаних атомів, які утворюють молекулу. Атоми і молекули, що мають элекричний заряд, називають іонами.

Рис.1.1 - Моделі атомів водню, натрію, хлору

Елементарні частинки|частки|, що мають електричний заряд, оточені електромагнітним| полем, причому між частинками |частками| і їх полем, строго|суворий| кажучи, точної межі|кордону| немає. Проте|однак| вважають|гадають|, що електричний заряд має лише частинка матерії, зосереджена у дуже|дуже| малій області простору|простір-час|. Поза|зовні| цією областю матерія існує у вигляді електромагнітного поля, а об'ємна густина електричного заряду дорівнює нулю.

Елементарні заряджені частинки |частки| і їх електромагнітні поля, як і інші види матерії, мають масу, енергію, кількість руху, тобто|цебто| характеризуються тими ж властивостями, які враховують при розгляді механічної форми руху матерії.

Але|та| ці частинки |частки| і їх електромагнітне поле є|з'являється| особливим видом матерії, оскільки|тому що|, окрім|крім| перерахованих вище властивостей, вони мають ще електромагнітні властивості|, які в класичній механіці не враховують. Найважливішими з|із| цих властивостей є|з'являються| електричний заряд, власний магнітний момент і силова дія електромагнітного поля на заряджені частинки |частки|.

Електричний заряд елементарної частинки є її фізичною властивістю, яка характеризує зв'язок частинки з власним електромагнітним полем і її силову дію із|із| зовнішнім електромагнітним полем.

Електромагнітне поле залежно від того, рухома|суне| чи нерухома заряджена частинка |частка|, з|із| якою воно зв'язане або взаємодіє, буде або електричним або магнітним полем.

Електричне поле є матерія, яка оточує нерухомі заряджені частинки і нерозривно пов'язана з ними. Характерною властивістю електричного поля є силова дія на нерухомі заряджені частинки, внесені в область простору, заповнену цим видом матерії. На нерухомі заряджені частинки|частки| магнітне поле не діє.

Як вже було відзначено, не можна представити елементарні частинки без їх електромагнітного поля, але електромагнітне поле може існувати окремо від частинок, розповсюджуючись з певною швидкістю (наприклад, електромагнітні хвилі, що випромінюються антеною). Розповсюдження електромагнітного поля супроводжується безперервним взаємним перетворенням магнітного і електричного полів. Ці два процеси не віддільні один від| одного.

Швидкість розповсюдження електромагнітного поля у ввакумі |пустоті| складає близько 3^.10¹⁰ см/с., тобто дорівнює найвищій досяжній в природі швидкості – швидкості світла. Ввакумом називається область простору, в якій відсутні частинки речовини, але існує електромагнітне поле або інші поля (наприклад, поле тяжіння).