I- THUYẾT ELECTRON
1. Cấu tạo nguyên tử
Mọi nguyên tử gồm có:
- Hạt nhân ở trung tâm mang điện tích dương, notrơn không mang điện
- Lớp vỏ các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân.
2. Trạng thái trung hòa về điện
Một nguyên tử ở trạng thái trung hòa về điện khi số proton bằng số electron, nên:
- Nguyên tử mà mất electron → trở thành ion +
- Nguyên tử mà nhận electron → trở thành ion -
3. Nội dung của thuyết
Electron [e] có thể chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác hoặc từ vật này sang vật khác gây ra các hiện tượng nhiễm điện cụ thể:
- Khi nguyên tử trung hòa mất bớt e thì:
+ Độ lớn điện tích dương hạt nhân lớn hơn độ lớn tổng điện tích của các e còn lại
+ Phần còn lại của nguyên tử tích điện +
- Khi nguyên tử trung hòa nhận thêm e ở ngoài thì:
+ Độ lớn điện tích dương hạt nhân nhỏ hơn độ lớn tổng điện tích của các e
+Nguyên tử trở thành hạt mang điện tích âm
II- VẬT [CHẤT] DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐIỆN
- Điện tích tự do: là điện tích có thể di chuyển được từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn
- Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do.
Ví dụ: kim loại, các dung dịch axít, bazơ, muối, ....
- Vật cách điện là vật không chứa các điện tích tự do
Ví dụ: không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, nhựa, ...
Những vật có chứa rất ít điện tích tự do là những vật điện môi
III- VẬN DỤNG THUYẾT ELECTRON ĐỂ GIẢI THÍCH 3 LOẠI NHIỄM ĐIỆN
1. Nhiễm điện do cọ xát
- Khi cọ xát thước nhựa vào vải, do masát và theo thuyết electron một số electron [e] ở bề mặt ngoài cùng của thước nhựa đã dịch chuyển sang bên vải làm thước nhựa nhiễm điện.
- Khi thước nhựa bị nhiễm điện nó có khả năng hút được các vật nhẹ như mẩu giấy, mẩu gỗ, ...
2. Nhiễm điện do tiếp xúc
- Khi thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện âm, thì một phần trong số electron thừa ở quả cầu sẽ di chuyển sang thanh kim loại => Thanh kim loại cũng thừa electron => Thanh kim loại nhiễm điện âm
- Ngược lại: Nếu thanh kim loại trung hòa về điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện dương, thì một số electron tự do từ thanh kim loại sẽ di chuyển sang quả cầu => Thanh kim loại trở thành thiếu electron => Thanh kim loại nhiễm điện dương
3. Nhiễm điện do hưởng ứng
- Thanh kim loại trung hòa điện đặt gần quả cầu nhiễm điện âm, thì các electron tự do trong thanh kim loại bị đẩy ra xa quả cầu => Đầu thanh kim loại xa quả cầu thừa electron nên nhiễm điện âm, đầu gần quả cầu thiếu electron nên nhiễm điện dương
- Thanh kim loại đặt gần quả cầu nhiễm điện dương, thì electron tự do trong thanh bị hút lại gần quả cầu => Đầu thanh gần quả cầu thừa electron nên nhiễm điện âm, còn đầu kia thiếu electron nên nhiễm điện dương.
IV- ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH
Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích không đổi:
\[{q_1} + {\rm{ }}{q_2} + {\rm{ }}{q_3} + {\rm{ }}{q_4} + {\rm{ }}...{\rm{ }} + {\rm{ }}{q_n} = {\rm{ }}h/s\]
1.Trong thí nghiệm 1, các vật [2 mảnh nilon] sau khi cọ sát với len đã mang điện tích cùng loại hay khác loại?
2. Hãy giải thích hiện tượng quan sát được khi cọ xát 2 quả bóng bay vào tóc khô rồi treo cạnh nhau trong thí nghiệm đầu tiên.
3. Khi cọ xát các vật với nhau, electron có thể dịch chuyển từ vật này sang vât khác làm cho các vật nhiễm điện. Trong hinh 18.3, sau khi cọ xát, vật nào đã nhận thêm electron, vật nào mất bớt electron? Vật nào nhiễm điện dương, vật nào nhiễm điện âm?
Sách VNEN [TL - 110, 111]
Hiện tượng nhiễm điện thường xảy ra trong đời sống hằng ngày. Để giải thích hiện tượng này, các em cần biết về thuyết electron. Đây cũng là bài học quan trọng trong chương trình Vật Lý 11. Trong bài viết này, Marathon Education sẽ cùng các em tìm hiểu rõ hơn về thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích.
>>> Xem thêm: Cường Độ Điện Trường Là Gì? Công Thức Tính Cường Độ Điện Trường
Thuyết electron là gì?
Cấu tạo nguyên tử
Trước khi tìm hiểu về thuyết electron, các em cần biết cấu tạo nguyên tử như thế nào. Nguyên tử được cấu tạo từ một hạt nhân mang điện tích dương ở trung tâm và các electron chuyển động xung quanh mang điện tích âm. Cấu tạo của hạt nhân bao gồm hạt proton mang điện dương và hạt nơtron không mang điện. Trong đó:
| Điện tích | Khối lượng | |
| Electron | -1,6.10-19 C | 9,1.10-31 kg |
| Proton | +1,6.10-19 C | 1,6.10-27 kg |
| Nơtron | 1,6.10-27 kg |
Số proton ở trong hạt nhân bằng với số electron nên độ lớn điện tích dương của hạt nhân bằng với độ lớn điện tích âm của electron.
Điện tích nguyên tố
Trong chương trình Vật lý THPT, điện tích nguyên tố là điện tích nhỏ nhất mà ta có được, cũng chính là điện tích của electron và proton. Điện tích của nguyên tố có hai loại là:
- Điện tích nguyên tố âm
- Điện tích nguyên tố dương
>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 11: Điện Tích Và Định Luật Cu-Lông
Nội dung của thuyết electron
Thuyết electron dựa trên sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện cũng như tính chất điện của các vật.
Nội dung thuyết electron:
- Electron có thể rời khỏi nguyên tử và di chuyển sang nơi khác. Nguyên tử mất electron sẽ trở thành hạt mang điện dương [ion dương]. Nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron tạo thành hạt mang điện âm là ion âm.
- Một vật nhiễm điện âm là khi số electron của nó lớn hơn số proton. Nếu số electron ít hơn số proton thì vật nhiễm điện dương.
- Thuyết electron về sự cư trú và di chuyển của các electron đã tạo nên các hiện tượng về điện và tính chất điện của tự nhiên.
>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 11: Điện Năng – Công Suất Điện
Vận dụng của thuyết electron
Vật dẫn điện và vật cách điện
Điện tích có thể di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn là điện tích tự do.
Vật dẫn điện là vật chứa nhiều điện tích tự do như dung dịch muối, axit, bazơ chứa các ion tự do hay các kim loại chứa electron tự do,…
Vật cách điện không chứa hoặc chứa rất ít điện tích tự do. Ví dụ như không khí khô, cao su, sứ, thủy tinh,…
Sự nhiễm điện do hưởng ứng
Khi đưa quả cầu nhiễm điện dương đến gần thanh kim loại trung hòa về điện, quả cầu sẽ hút các electron dịch chuyển. Đầu nào của thanh kim loại gần với quả cầu hơn thì sẽ nhiễm điện trái dấu với điện tích quả cầu. Đầu còn lại của thanh kim loại ở xa hơn sẽ nhiễm điện cùng dấu với điện tích quả cầu. Sự nhiễm điện ở thanh kim loại được gọi là nhiễm điện do hưởng ứng.
Sự nhiễm điện do tiếp xúc
Một vật chưa nhiễm điện khi tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì điện tích sẽ di chuyển từ vật nhiễm điện sang vật chưa nhiễm điện. Lúc này, cả hai vật sẽ nhiễm điện cùng dấu. Đây chính là sự nhiễm điện do tiếp xúc.
Khi cho 2 quả cầu kim loại đã nhiễm điện tiếp xúc với nhau như hình dưới và đo điện tích của chúng, tổng điện tích của 2 quả cầu sau khi tiếp xúc sẽ bằng tổng đại số điện tích của 2 qua cầu trước khi tiếp xúc.
Nguyên nhân của hiện tượng nhiễm điện
Nhiễm điện do cọ xát: Khi cọ xát hai vật với nhau, electron sẽ dịch chuyển từ vật này sang vật khác. Vật thừa electron sẽ nhiễm điện âm, vật thiếu electron sẽ nhiễm điện dương.
Nhiễm điện do tiếp xúc: Một vật không mang điện tiếp xúc với vật mang điện thì electron có thể sẽ dịch chuyển từ vật này sang vật khác khiến vật không mang điện sẽ bị nhiễm điện theo.
Nhiễm điện do hưởng ứng: Một vật bằng kim loại khi đặt gần vật đã nhiễm điện thì các điện tích ở vật nhiễm điện sẽ hút/đẩy electron tự do ở trong vật bằng kim loại. Vì thế, một đầu của vật kim loại sẽ thừa electron và đầu con lại thiếu electron. Như vậy, hai đầu của vật nhiễm điện trái dấu.
Định luật bảo toàn điện tích
Hệ cô lập về điện là hệ vật không có sự trao đổi với các vật ở ngoài hệ.
Nội dung của định luật bảo toàn điện tích như sau: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích không đổi.
>>> Xem thêm: Lý Thuyết Vật Lý 11: Công Của Lực Điện
Học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Marathon Education
Marathon Education là nền tảng học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh uy tín và chất lượng hàng đầu Việt Nam dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình giảng dạy bám sát chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp các em lấy lại căn bản, bứt phá điểm số và nâng cao thành tích học tập.
Tại Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi các thầy cô thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Các thầy cô đều có học vị từ Thạc Sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong giáo dục. Bằng phương pháp dạy sáng tạo, gần gũi, các thầy cô sẽ giúp các em tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Marathon Education còn có đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học tập và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.
Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu cùng nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định chống giật/lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.
Nhờ nền tảng học livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, các em có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.
Khi trở thành học viên tại Marathon Education, các em còn nhận được các sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” tổng hợp toàn bộ công thức và nội dung môn học được biên soạn chi tiết, kỹ lưỡng và chỉn chu giúp các em học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.
Marathon Education cam kết đầu ra 8+ hoặc ít nhất tăng 3 điểm cho học viên. Nếu không đạt điểm số như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả các em 100% học phí. Các em hãy nhanh tay đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – lớp 12 năm học 2022 – 2023 tại Marathon Education ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39% giảm từ 699K chỉ còn 399K.
Các khóa học online tại Marathon Education
Qua bài viết này, Team Marathon Education đã cung cấp cho các em một số kiến thức cơ bản về thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích. Kiến thức này rất hữu ích, không chỉ giúp các em vận dụng để giải các bài tập mà còn ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày. Vì thế, các em hãy cố gắng ghi nhớ chính xác nhé. Chúc các em học tốt!