Cách Tính số electron lý 11

THUYẾT ELECTRON

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

I. Thuyết êlectron

1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. 

-  Nguyên tử cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các êlectron mang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là notron không mang điện và proton mang điện tích dương (Hình 2.1).

Cách Tính số electron lý 11

+ Êlectron có điện tích là e = - 1,6.10-19C và khối lượng là me = 9,1.10-31kg.

+ Proton có điện tích là q = +1,6.10-19C và khối lượng là mp = 1,6.10-27kg.

+ Khối lượng của notron xấp xỉ bằng khối lượng của proton.

- Số proton trong hạt nhân bằng số êlectron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn điện tích âm của êlectron.

- Điện tích của êlectron và điện tích của proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là những điện tích nguyên tố (âm hoặc dương).

2. Thuyết êlectron

- Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và tính chất điện gọi là thuyết electron. 

- Nội dung:

+ Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương.

+ Một nguyên tử trung hòa có thể nhận them một electron để tạo thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm.

+ Sự cư trú và di chuyển của các electron tạo nên các hiện tượng về điện và tính chất điện muôn màu muôn vẻ của tự nhiên.

II. Vận dụng

1. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện.

- Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển 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 có chứa các electron tự do, các dung dịch axit, bazo, muối … có chứa các ion tự do. Chúng đều là các chất dẫn điện.

- Vật (chất) cách điện là vật (chất) không chứa các điện tích tự do.

Ví dụ: Không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, nhựa, … Chúng đều là những chất cách điện.

2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc

Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc.

Cách Tính số electron lý 11

3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng.

Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của thanh kim loại MN trung hòa về điện (hình 2.3). Ta thấy đầu M nhiễm điện âm, còn đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện của thanh kim loại MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng (hay hiện tượng cảm ứng tĩnh điện).

Cách Tính số electron lý 11

Tóm lại nhiễm điện do hưởng ứng là : Đưa một vật nhiễm điện lai gần nhưng không chạm vào vật dẫn khác trung hòa về điện. Kết quả là hai đầu của vật dẫn bị nhiễm điện trái dấu. Đầu của vật dẫn ở gần vật nhiễm điện thì mang điện tích trái dấu với vật nhiễm điện.

4. Giải thích các hiện tượng nhiễm điện.

Sự nhiễm điện do cọ xát: Khi hai vật cọ xát, electron dịch chuyển từ vật này sang vật khác, dẫn tới một vật thừa electron và nhiễm điện âm, còn một vật thiếu electron và nhiễm điện dương.

Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Khi vật không mang điện tiếp xúc với vật mang điện, thì electron có thể dịch chuyển từ vật này sang vật khác làm cho vật không mang điện khi trước cũng bị nhiễm điện theo.

Sự nhiễm điện do hưởng ứng: Khi một vật bằng kim loại được đặt gần một vật đã nhiễm điện, các điện tích ở vật nhiễm điện sẽ hút hoặc đẩy electron tự do trong vật bằng kim loại làm cho một đầu của vật này thừa electron, một đầu thiếu electron. Do vậy, hai đầu của vật bị nhiễm điên trái dấu.

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

Cách Tính số electron lý 11
Cấu tạo của một nguyên tử (Nguồn: Internet)

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 tíchKhối lượngElectron-1,6.10-19 C9,1.10-31 kgProton+1,6.10-19 C1,6.10-27 kgNơtron1,6.10-27 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

Cách Tính số electron lý 11

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

Cách Tính số electron lý 11
Nhiễm điện do hưởng ứng (Nguồn: Internet)

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.

Cách Tính số electron lý 11
Sự nhiễm điện do tiếp xúc (Nguồn: Internet)

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

Tham khảo ngay các khoá học online của 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. 

Hãy liên hệ ngay với Marathon để được tư vấn nếu các em có nhu cầu học trực tuyến online nâng cao kiến thức nhé! Marathon Education chúc các em được điểm cao trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới!