電磁気

帯電のしくみと原子の構造

前回静電気について学習したので,今回は電流!

…と言いたいところですが,その前に物体が帯電する仕組みについて学んでおくことにしましょう!

物体が電気を帯びることを「帯電」といいます。 それは知ってるか笑

帯電の代表的な例は,髪の毛を下敷きでこすると,髪が下敷きに引きつけられるという現象です。 実際に遊んだことがある人もいると思います。

こすることによって髪の毛が正に,下敷きが負にそれぞれ帯電して,その間に静電気力がはたらいて起こる現象です。 さて,なぜ下敷きでこするだけで突然電気が現れるのでしょうか??

原子の構造

帯電がどのようにして起こるのかを理解するには,まず原子の構造について知る必要があります。

「世の中のものはすべて原子でできている」と理科の授業で教わりますが,実はその原子もさらに小さいパーツに分けることができます。

原子の構造で大事なのは,

①原子核(陽子と中性子)と電子でできていて,

②陽子は正電荷,電子は負電荷であり,

③それぞれがもつ電気量は符号は逆だが,絶対値は同じであり,

④1つの原子の中には,陽子と電子は同じ数だけ含まれていること。

です。 ③と④に注目すると,原子は帯電していないということがわかります。(陽子と電子が同じ数だけ含まれるので,正と負で打ち消される。)


帯電が起こるしくみ

通常帯電していない原子ですが,原子の中には,もっていた電子を放出したり,逆に電子を取り込んだりしてしまうものがあります。 すると原子はどうなるでしょう?

はじめ,陽子と電子は同数であったのが,

電子を放出する→陽子の数の方が多くなる→全体として正の電気をもつ

電子を受け取る→電子の数の方が多くなる→全体として負の電気をもつ

帯電はこのように,電子が出たり入ったりすることによって起こります。(電子の移動によって帯電した原子をイオンと呼びます。)

髪の毛と下敷きの例だと,こすることによって髪の毛にあった電子が,下敷きの方に移動することによって,それぞれ正と負に帯電するのです。

今回のまとめノート


帯電のキーとなるのは原子に含まれる電子の移動ということがわかりました。 電子は帯電だけでなく,この先電気分野のあらゆるところに顔を出します。

さて,時間に余裕がある人はぜひ問題演習にもチャレンジしてみてください!

【演習】帯電のしくみと原子の構造帯電のしくみと原子の構造に関する演習問題にチャレンジ!...

次回予告

次回は電気を通す物質,通さない物質の話になりますが,その時もまた電子にお目にかかることになるでしょう! お楽しみに!

導体と不導体電気をよく通す物質を「導体」,電気を通しにくい物質を「不導体」と呼びますが,電気を通す・通さないのちがいは何で決まるのでしょうか?...