تمييز الشحنات عن الإلكترونات: نظرة شاملة

مقدمة

قد يجد البعض صعوبة في التمييز بين مفهومي الشحنات الكهربائية والإلكترونات، وذلك لعدم فهم طبيعة كل منهما بشكل دقيق. يكمن الاختلاف الرئيسي في أن الشحنة الكهربائية يمكن أن تكون موجبة أو سالبة، في حين أن الإلكترون يحمل دائمًا شحنة سالبة. بمعنى آخر، تعتبر الإلكترونات نوعًا خاصًا من الشحنات الكهربائية.

الفروق في المفاهيم

لفهم الفرق بين الشحنات والإلكترونات، يجب أولاً تحديد وتعريف كل منهما بدقة.

مفهوم الشحنات الكهربائية

الشحنة الكهربائية هي خاصية أساسية للمادة، تحملها بعض الجسيمات الأولية. تنقسم الشحنات إلى نوعين رئيسيين: شحنات موجبة وشحنات سالبة. تتنافر الشحنات المتشابهة (موجبة مع موجبة أو سالبة مع سالبة)، بينما تتجاذب الشحنات المختلفة (موجبة مع سالبة).

مفهوم الإلكترونات

الإلكترون هو جسيم أصغر من الذرة يحمل شحنة كهربائية سالبة واحدة. يعتقد العلماء أن الإلكترون هو أصغر جسيم يمكن الوصول إليه ولا يمكن تقسيمه. يعتبر الإلكترون من الجسيمات الأساسية المكونة للذرة.

الاختلافات في الخصائص

تتميز الإلكترونات والشحنات الكهربائية بخصائص مختلفة تميز كلًا منهما عن الآخر.

سمات الإلكترونات

تتميز الإلكترونات بعدة خصائص، منها:

• شحنة الإلكترون دائمًا سالبة ولا يمكن أن تكون موجبة.
• كتلة الإلكترون صغيرة جدًا بحيث لا تؤخذ في الاعتبار عند حساب كتلة الذرة. تعادل كتلة الإلكترون 1/2000 من كتلة البروتون أو النيوترون.
• يحمل كل إلكترون شحنة كهربائية مقدارها 1.602×10^-19 كولوم، وهي تعاكس شحنة البروتون.
• الإلكترونات جسيمات دون ذرية توجد خارج النواة، على عكس البروتونات والنيوترونات الموجودة داخل النواة.
• تتحرك الإلكترونات في مدارات دائرية حول النواة باستمرار.
• كتلة الإلكترون ثابتة وتساوي 9.109×10^-31 كغم.
• تظهر الإلكترونات خصائص الجسيمات.
• تنص ميكانيكا الكم على أنه لا يمكن تحديد موقع وزخم الإلكترون في نفس الوقت بدقة.

سمات الشحنات الكهربائية

تتميز الشحنات الكهربائية بعدة خصائص، منها:

• خاصية الإضافة: يمكن إضافة الشحنات السالبة والموجبة كأي كميات قياسية أخرى.
• خاصية حفظ الشحنة: تعتمد هذه الخاصية على قانون حفظ المادة، والذي ينص على أن المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم، ولكنها تنتقل من جسم إلى آخر. في نظام مغلق، فإن مقدار الشحنات التي يفقدها جسم ما يساوي مقدار الشحنات التي يكتسبها جسم آخر.
• خاصية تكميم الشحنة: تنص هذه الخاصية على أنه يتم التعبير عن كمية الشحنة بوحدة صحيحة ومعينة، بحيث تتغير الشحنة بمقدار هذه الوحدة أو مضاعفاتها، والتي تساوي شحنة الإلكترون أو البروتون.

أنواع الشحنات

تنقسم الشحنات الكهربائية إلى نوعين رئيسيين هما:

• شحنة كهربائية موجبة: هي الشحنة التي يحملها الجسم عندما يكون عدد البروتونات فيه أكبر من عدد الإلكترونات.
• شحنة كهربائية سالبة: هي الشحنة التي يحملها الجسم عندما يكون عدد الإلكترونات فيه أكبر من عدد البروتونات.

المراجع

1. “electric charge”, britannica, Retrieved 16/2/2022. Edited.
2. “electric charge”, britannica, Retrieved 17/2/2022. Edited.
3. “Properties of Electrons”, byjus, Retrieved 16/2/2022. Edited.
4. “Basic Properties of Electric Charge”, toppr, Retrieved 17/2/2022. Edited.
5. “Electric Charge”, byjus, Retrieved 17/2/2022. Edited.