Elettricità

Il termine elettricità venne introdotto dal fisico inglese Gilbert negli ultimi anni del 1500. Coniò questo termine per spiegare il seguente fatto: se si strofina un pezzo di ambra su della stoffa, l'ambra assume la proprietà di poter attrarre a sé piccoli oggetti, come piume. Questo termine deriva dal nome greco dell'ambra elektron.

Esistono anche altri modi per elettrizzare materiali, uno di questi è porre un oggetto a contatto con uno già elettrizzato.

Carica elettrica

Nel settecento il fisico americano Benjamin Franklin introdusse il concetto di carica elettrica, come la quantità di energia che si trasferisce da un oggetto all'altro quando si fa strofinamento.

Distinguiamo due tipi di cariche, per distinguere attrazione e repulsione, attraverso un esempio: una bacchetta di vetro che viene strofinata su un pezzo di stoffa. Definiamo:

carica positiva, la carica che assume il vetro in questo caso;
carica negativa, la carica che assume la stoffa.

Osserviamo inoltre come due cariche con lo stesso segno si respingono, mentre due cariche di segno opposto si attraggono.

La carica elettrica è una carica fondamentale fisica, scalare e dotata di segno che descrive l'interazione elettromagnetica.

L'unità di misura nel SI è il Coulomb ( $C$ ) ed è definita in questo modo:

"Due particelle hanno carica elettrica $1\,C$ se, posti nel vuoto ad $1\,m$ di distanza, interagiscono con una forza $F = 9\cdot 10^{9}\,N$ ".

In figura possiamo notare alcuni esempi di palline cariche elettricamente che si respingono o si attraggono, a seconda della loro carica elettrica:

Fisica; I fenomeni elettrostatici; 4a superiore; Cariche elettriche

Nota bene: possiamo notare come il Coulomb sia una carica molto grande, utilizzeremo infatti i suoi sottomultipli.

La struttura dell'atomo

Alla base degli atomi ci sono tre tipi di particelle, scoperte tra gli inizi del $1800$ e la fine del $1900$ :

elettroni, sono il primo tipo di particelle scoperte e sono cariche negativamente;
protoni, sono le particelle all'interno del nucleo e hanno carica pari agli elettroni ma con segno opposto, quindi hanno carica positiva;
neutroni, particelle che sono all'interno del nucleo e hanno carica elettrica nulla.

Particelle	Carica	Massa
Elettrone	$q_e = -1,602\cdot 10^{-19}\,C$	$m_e = 9,11\cdot 10^{-31}\,kg$
Protone	$q_p =+1,602\cdot 10^{-19}\,C$	$m_p = 1,672\cdot 10^{-27}\,kg$
Neutrone	$q_n = 0$	$m_n = 1,675\cdot 10^{-27}\,kg$

Il fisico americano Millikan scoprì che la carica dell'elettrone è la più piccola carica esistente in natura. Si accorse inoltre come tutte le altre particelle avevano come carica un multiplo intero di quella dell'elettrone $N\cdot q_e$ . Possiamo quindi dire che, grazie a questo fatto, la carica elettrica è una grandezza quantizzata.

La maggior parte dei corpi sono neutri, ma se si presenta un corpo carico negativamente vuol dire che ha un eccesso di elettroni, mentre se si presenta un corpo carico positivamente vuol dire che ha un eccesso di protoni.