Wechselwirkungen und elektrische Ladungen: Eine umfassende Einführung

Interaktion

Interaktion ist eine Aktion, die zwischen zwei oder mehreren Subjekten, Objekten, Akteuren oder Kräften auf der Grundlage von Gegenseitigkeit ausgeübt wird.

Arten der Interaktion

Gravitationswechselwirkung

Gravitationswechselwirkung ist die Kraft der gegenseitigen Anziehung, die zwischen zwei Objekten im Universum aufgrund ihrer Masse auftritt.

Elektromagnetische Wechselwirkungen

Elektromagnetische Wechselwirkung ist die Kraft der gegenseitigen Anziehung oder Abstoßung zwischen zwei Objekten aufgrund ihrer elektrischen Ladung. Diese Eigenschaft wird durch den Überschuss an negativen Ladungen eines Körpers bestimmt.

Elektrostatische Wechselwirkung

Elektrostatische Wechselwirkung beschreibt elektrische Phänomene und Ladungsverteilungen, die durch statische Aufladung entstehen, d.h. das elektrostatische Feld eines geladenen Körpers.

Kernwechselwirkungen

Kernwechselwirkungen sind starke Kräfte, die nur innerhalb des Atomkerns auftreten.

Elektrifizierung ist eines der Phänomene, die die Elektrostatik untersucht, die sich mit Phänomenen im Zusammenhang mit ruhenden elektrischen Ladungen befasst.

Wege zur Aufladung eines Körpers

Aufladung durch Reibung: Beim Reiben zweier elektrisch neutraler Stellen (Anzahl der Elektronen = Anzahl der Protonen) werden diese geladen, eine positiv und die andere negativ.

Aufladung durch Kontakt: Wenn zwei Körper in Kontakt kommen, teilt der elektrifizierte Körper seine Ladung mit dem anderen, sodass beide die gleiche Ladung haben.

Aufladung durch Induktion: Ein elektrisch geladener Körper kann eine andere neutrale Stelle anziehen. Bei Annäherung eines Körpers wird eine neutrale Stelle elektrisiert, wodurch eine elektrische Wechselwirkung zwischen den Ladungen des ersten Körpers und der neutralen Stelle entsteht.

Aufladung durch thermische Emission: Die Ionisation wird durch Wärme erzeugt. Bei hohen Temperaturen können Elektronen, die stärker vibrieren, aus dem Körper entweichen, wodurch dieser positiv geladen wird.

Aufladung durch photoelektrischen Effekt: Bildung und Freisetzung von elektrisch geladenen Teilchen aus Materie, wenn diese mit elektromagnetischer Strahlung wie Licht bestrahlt wird.

Aufladung durch piezoelektrischen Effekt: Physikalisches Phänomen, bei dem eine Potentialdifferenz zwischen den Flächen eines Kristalls entsteht, wenn dieser mechanischem Druck ausgesetzt wird.

Struktur der Atome

Proton: Protonen haben eine große Masse im Vergleich zu Elektronen, etwa 1836-mal so groß. Ein Proton hat eine positive elektrische Ladung.

Elektron: Ein Elektron hat eine negative elektrische Ladung und ist das masseärmste Teilchen im Inneren des Atoms.

Neutronen: Neutronen befinden sich im Atomkern und haben keine elektrische Ladung. Ihre Masse ist ungefähr gleich der des Protons.

Gesetz der universellen Gravitation: Die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern ist direkt proportional zum Produkt ihrer Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung, die sie trennt.

Instrumente zur Messung der elektrischen Ladung eines Körpers

Das Elektroskop ist ein Gerät, um das Vorhandensein und die Art von elektrischen Ladungen zu bestimmen.

Elektrisches Pendel: Besteht aus einem kleinen leitfähigen Kügelchen, das an einem Stativ mit einem Seidenfaden aufgehängt ist.

Leiter: Materialien, die Elektronen leicht passieren lassen, im Gegensatz zu Isolatoren oder Dielektrika.

Halbleiter: Materialien mit Eigenschaften zwischen Leitern und Isolatoren.

Erhaltung der Ladung: In einem isolierten System ist die elektrische Gesamtladung konstant. Die elektrische Kraft ist eine Anziehungs- oder Abstoßungskraft zwischen Ladungen.