Atomi ja sähkövirta

ATOMI

Aine on materiaa ja sillä on tilavuus ja massa. Aine koostuu atomeista, joita ei voi nähdä millään optiikalla. Esimerkiksi rauta-atomin koko on noin 250 pikometriä (0,000 000 25 mm).

Atomissa on ydin ja sitä ympäröivä elektronipilvi. Ytimessä on protoneja ja neutroneja, joissa on taas positroneja ja kvarkkeja. Elektronipilvessä olevat elektronit ovat sähköopissa näistä hiukkasista tärkeimmät. Elektroni on negatiivisesti varautunut hiukkanen, joka kiertää positiivisesti varautunutta ydintä. Perustilassa neutraalissa atomissa on negatiivisia elektroneja e^- yhtä monta, kuin ytimessä on positiivisia protoneja P. Tällöin atomin kokonaisvaraus on nolla.

Jos neutraalilta atomilta poistetaan elektroni, jää jäljelle positiivinen varaus. Positiivinen varaus vetää negatiivista varausta puoleensa yhtä suurella voimalla kuin negatiivinen positiivista. Atomin massasta suurin osa on ytimessä. Elektronin massa on vain yksi kahdestuhannesosa yhden protonin massasta. Voimme siis ajatella, että atomista irralleen joutunut elektroni liikkuu kohti ydintä ytimen pysyessä paikallaan.

SÄHKÖ

Sähkö on varausten liikettä. Useimmiten liikkuva varaus on elektroni e^-. Ennen kuin tämä ilmiö ja atomin rakenne ymmärrettiin sähkövirran I suunta ehdittiin sopia päinvastaiseksi. On sovittu, että sähkövirran I suunta on positiivisesta kohtiosta negatiiviseen eli päinvastainen elektronien suunnalle.

Johdin on materiaalia, jossa sähkö liikkuu. Kuparijohtimessa vaeltavien elektronien nopeus on suunnilleen metri tunnissa, vaikka sähkövirran etenemisnopeus on  karkeasti puolet valonnopeudesta. Tilannetta voi verrata putkeen, joka on täynnä palloja. Jos putkeen laittaa yhden pallon lisää, putoaa putken toisesta päästä välittömästi pallo.