อะตอมประกอบด้วย นิวเคลียส ( บรรจุด้วยโปรตอน ) และอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสด้วยอัตราเร็วที่สูงมาก
อนุภาคที่มีประจุในหัวข้อนี้ เช่น อิเล็กตรอนและโปรตอน ซึ่งมีขนาดเท่ากัน คือ e = 1.6 x 10-19 C
โดยที่ C คือ Coulomb เป็นหน่วยของประจุนั่นเอง
ประจุของโปรตอนเป็น +1.6 x 10-19 C และประจุของอิเล็กตรอนเป็น -1.6 x 10-19 C
คำถาม ถ้านักเรียนต้องการมีประจุ 1 Coulomb ถามว่าต้องใช้จำนวนอิเล็กตรอนเท่าไร ?
เฉลย เนื่องจากอิเล็กตรอนแต่ละตัวมีขนาดของประจุเป็น 1.6 x 10-19 ดังนั้น จำนวนอิเล็กตรอน ทั้งหมดเท่ากับ 1/1.6 x 10-19 = 6.25 x 1018 อิเล็กตรอน นักเรียนจำเป็นต้องใช้อิเล็กตรอน 6.25 x 1018 ตัวเพื่อสร้างประจุ 1 Coulomb
ปัญหาน่าสนใจ
เมื่อนักเรียนมีจำนวนอิเล็กตรอนจำนวนมาก ๆ มาอยู่ด้วยกัน ก็จะคล้ายกับการพบปะสังสรรค์กันของเครือญาติที่สุดแสนจะน่าเบื่อ ต่างคนก็ต่างแยกย้ายกันไปในที่สุด เมื่องานมันน่าเบื่อ ( กระเจิง ) เอาหละนักเรียนรู้จักแรงไฟฟ้าไหม ? มันคล้ายกับแรงดันและแรงดึงไหม ! ให้นักเรียนจินตนาการว่าประจุไฟฟ้าออกแรงกระทำซึ่งกันและกัน และนักเรียนมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับ 6.25 x 1018 ยกตัวอย่างเช่น นักเรียนพยายามที่จะยึดอิเล็กตรอนทั้งหมดนี้ให้อยู่ด้วยกัน สสารทั้งหมดจะมีประจุไฟฟ้าประกอบด้วย : โปรตอน, อิเล็กตอน, และนิวตรอน ‘แต่ถ้าวัตถุหนึ่งมีจำนวนของอิเล็กตรอนเกินมา เรียกว่า วัตถุนี้มีประจุสุทธิเป็นลบ และถ้าวัตถุหนึ่งมีจำนวนของอิเล็กตรอนขาดไป เรียกว่า วัตถุนี้มีประจุเป็นบวก’
สรุป ประจุไฟฟ้าเป็นสมบัติเฉพาะของอนุภาคพื้นฐานในทางฟิสิกส์ครับ
นักเรียนคงเคยเล่นแท่งแม่เหล็ก ถ้าขั้วแม่เหล็กเหมือนกันจะผลักกัน ถ้าขั้วแม่เหล็กต่างกันจะดึงดูดกัน ในทำนองเดียวกัน ประจุไฟฟ้าที่เหมือนกันจะผลักกัน แต่ถ้าประจุไฟฟ้าต่างกันจะดึงดูดกัน ลองดูภาพเคลื่อนไหว ( click )
รูปที่
1 แรงผลักหรือแรงดึงดูดระหว่างประจุ จากรูปที่ 1 นักเรียนรู้ไหมว่า
แรงระหว่างวัตถุที่มีประจุมีกำลังเป็นอย่างไร ?
กำลังของแรงทั้งหมดขึ้นอยู่กับว่า
ขนาดของประจุและระยะห่างระหว่างประจุ จากแรงโน้มถ่วงของโลก
นักเรียนจะเห็นแรงกระทำระหว่างวัตถุเป็น
F = -Gm1m2 /R2
โดยที่ F เป็นแรงโน้มถ่วง, G เป็นค่าคงที่โน้มถ่วงทั่วไป
m1 เป็นมวลของวัตถุหนึ่ง, m2
เป็นมวลของอีกวัตถุหนึ่ง
R เป็นระยะห่างระหว่างมวลทั้งสอง
