Πώς μπορεί να υπάρχει ηλεκτρικό φορτίο στο εσωτερικό της ύλης, ακόμη και αν δεν δείχνει δυνάμεις;
1. Ισορροπημένες χρεώσεις:
* Τα άτομα αποτελούνται από θετικά φορτισμένα πρωτόνια στον πυρήνα και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω. Στα περισσότερα υλικά, αυτές οι χρεώσεις είναι απολύτως ισορροπημένες.
* Οι θετικές και αρνητικές χρεώσεις ακυρώνουν ο ένας τον άλλον έξω, με αποτέλεσμα ένα δίκτυο ουδέτερο φορτίο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα περισσότερα υλικά εμφανίζονται ηλεκτρικά ουδέτερα, παρόλο που περιέχουν μια τεράστια ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου.
2. Κρυμμένη κατανομή φόρτισης:
* Ακόμη και αν ένα υλικό εμφανίζεται ουδέτερο συνολικά, η κατανομή φορτίου μέσα σε αυτήν μπορεί να είναι ανομοιογενή.
* Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω διαφόρων παραγόντων, όπως:
* πόλωση: Ορισμένα υλικά μπορούν να γίνουν πολωμένα, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια τους μετατοπίζονται ελαφρώς μέσα στα άτομα τους, δημιουργώντας ένα διαχωρισμό φορτίου μέσα στο υλικό. Αυτό συμβαίνει όταν το υλικό εκτίθεται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.
* ακαθαρσίες: Η παρουσία ακαθαρσιών ή ελαττωμάτων στο υλικό μπορεί επίσης να δημιουργήσει περιοχές τοπικής χρέωσης.
* Μη ομοιομορφία: Η κατανομή των ατόμων μέσα στο υλικό μπορεί να μην είναι εντελώς ομοιογενής, οδηγώντας σε μικρές περιοχές με διαφορετικές πυκνότητες φορτίου.
3. Το "Neutral" δεν σημαίνει "χωρίς χρέωση":
* Ένα υλικό μπορεί να εμφανιστεί ουδέτερο σε μακροσκοπικό επίπεδο (το επίπεδο που παρατηρούμε), αλλά μπορεί να έχει ακόμα μικροσκοπικές χρεώσεις μέσα σε αυτό.
* Σκεφτείτε έναν μαγνήτη:Δεν έχει συνολική χρέωση, αλλά ασκεί μαγνητικές δυνάμεις λόγω της ευθυγράμμισης των μαγνητικών διπόλων του. Ομοίως, τα υλικά μπορούν να έχουν εσωτερικές κατανομές φορτίου που δεν εκδηλώνονται ως παρατηρήσιμες δυνάμεις μέχρι να ενεργήσουν από εξωτερικές δυνάμεις.
Παραδείγματα:
* μονωτήρες: Έχουν γενικά υψηλή αντίσταση στη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Ωστόσο, μπορούν να γίνουν πολωμένοι παρουσία ηλεκτρικού πεδίου, οδηγώντας σε προσωρινό διαχωρισμό των φορτίων.
* ημιαγωγοί: Αυτά τα υλικά έχουν αγωγιμότητα μεταξύ εκείνης ενός αγωγού και ενός μονωτή. Η παρουσία ακαθαρσιών σε ημιαγωγούς μπορεί να δημιουργήσει περιοχές με διαφορετικές πυκνότητες φορτίου, οδηγώντας στη χρήση τους σε ηλεκτρονικές συσκευές.
Συνοπτικά:
Ενώ ένα υλικό μπορεί να εμφανίζεται ηλεκτρικά ουδέτερο σε μακροσκοπικό επίπεδο, μπορεί ακόμα να έχει εσωτερικές χρεώσεις που είναι ισορροπημένες ή διανεμημένες με τρόπο που δεν έχει ως αποτέλεσμα παρατηρήσιμες δυνάμεις. Η παρουσία αυτών των φορτίων γίνεται σημαντική όταν το υλικό υποβάλλεται σε εξωτερικές δυνάμεις ή καταστάσεις, οδηγώντας σε διάφορα ηλεκτρικά φαινόμενα.
