A. ATOMUN YAPISI VE ELEKTRİK YÜKLERİ

Maddenin tüm fiziksel ve kimyasal özellikleri, en küçük yapı taşı olan atomun elektronik yapısı ile ilgilidir.

• • Maddenin elektrik yüklü olduğu çok eskiden beri bilinmektedir.

Süs eşyası yapımında kullanılan kehribar taşı ,( ağaç reçinesinin fosilleşmesiyle oluşmuştur) ipek yada yünlü kumaşa sürtüldüğünde çok küçük cisimleri çekmesi ile elektriklenme çok eskiden gözlemlenmişti.

• Plastik tarak saça sürtüldüğünde elektriklenir.Saça ve suya yaklaştırıldığında çeker.

• Yün kazağımızı çıkarırken oluşan kıvılcım elektrik yükünün bir yerden bir yere hareket ettiğini gösterir.

• Maddenin elektrikle yüklü hale gelmesi , maddede elektrik yüklerinin olduğunun ve bunların hareket ettiğinin bir kanıtıdır.

• Bu hareket eden yükün türü nedir?

ATOM VE ELEKTRİK

• Atomlarda hareketli olan parçacıklar sadece negatif elektrik yükleridir.

• 1. SÜRTÜNME İLE ELEKTRİKLENME • ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ Ebonit çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde ebonitin (-) , yün kumaşın (+) yüklendiği görülür. Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde camın (+), ipek kumaşın ise (-) yüklendiği görülür. Sürtünme ile elektriklenme yalnızca bazı yalıtkan maddeler arasında gözlenebilir.

2. ETKİ İLE ELEKTRİKLENME Yüklü bir cisme bir başka iletken cisim yaklaştırıldığında aynı tür yükler birbirini itip, zıt yükler birbirini çekeceği için cisimlerin üzerinde bir yük hareketi oluşacaktır..

3. DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME Yüklü bir cisim nötr veya yüklü bir başka iletken cisme dokundurulduğunda aralarında yük alışverişi olur • Bir süre sonra yükler dengelenerek yük alışverişi durur.

• Cisimlerdeki yük varlığını ve türünü anlamamıza yarayan alete elektroskop denir. Elektroskop yüklendiğinde yaprakları açılır ve yüksüz olduğunda yaprakları kapalı durumda olur.

Metaller gibi elektriği ileten maddelere iletken madde denir, iletkenlerde elektronlar serbestçe hareket edebilir.

• Periyodik cetvelde 1A grubu ( H hariç), 2A grubu, 3A grubu ve tüm B grubu elementleri metaldir.

• • • Elektriği ileten sulu çözeltilere de elektrolit denir.

Asitlerin, bazların, tuzların sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.

Sulu çözeltilerde elektrik akımını ileten iyonlardır.

ŞİMŞEK, YILDIRIM ve GÖK GÜRÜLTÜSÜ Bulutlar hareket ederken birbirlerine ve hava moleküllerine sürtünürler. Sürtünme sonucu üzerlerinde elektriklenme oluşur. Yer yüzünün buluta yakın olan kısımları da zıt cinste elektriklenebilir. Bu sebeple bulut ile yeryüzü arasında zaman zaman elektriksel boşalma olur.Bu olaya yıldırım denir.

• Yüksek binaları, kuleleri yıldırımdan korumak için yıldırımlık yapılır. Yıldırımlık ( paratoner ), toprağa bağlı sivri uçlu bir metal çubuktur. Bu uca düşen yıldırımdaki elektrik, iletken bir kablo yardımıyla toprağa aktarılır. Böylece paratoner yardımıyla yıldırımın tehlikelerinden korunuruz.

Bulutlarda biriken elektrik yalnız yer yüzüne değil, bulutun bir noktasından diğer bir noktasına da boşalabilir. Bu olaya şimşek denir.

Gerek şimşek , gerekse yıldırım, ışık ile birlikte şiddetli bir ses meydana getirir. Bu sese gök gürültüsü denir. Işık, sesten çok daha hızlı yayılır. Şimşeklerin çaktığı bir havada ilk önce parlak ışığı görür sonrada gök gürültüsünü duyarız.

Örneğin; gök gürültüsünün şimşekten bir saniye sonra duyulması yıldırımın 350 metre uzakta oluştuğunu bize gösterir.

Elektrikte yük hareketi negatif elektrik yüklerinin hareketiyle gerçekleşir. Pozitif yükler hareketsizdir.

Bir atomda pozitif yükler ile negatif yükler birbirine eşit ise buna nötr (yüksüz) atom denir.

• Eğer nötr bir atom elektron kaybetmiş ise pozitif yükler çoğunlukta olacağı için bu atoma pozitif yüklü atom (iyon) denir.

Eğer nötr atom elektron kazanmış ise bu atoma negatif yüklü atom (iyon) denir.

Yükler arasındaki bu kuvvete Coulomb kuvveti denir.

Aynı tür yükler birbirini iter, zıt yükler birbirini çeker

UYARI I . Aynı cins elektrik yükleri ile yüklü cisimler birbirlerini İTERLER.

+ +

-

UYARI

II. Zıt yükler birbirlerini ÇEKER.

+

• Elektriklenme atom alışverişi ile olmaz.Olsaydı iki maddenin de yapısının değişmesi gerekirdi.

• Cam çubuk, ebonit çubuk, plastik çubuk, tarak sürtülürken herhangi bir değişikliğe uğramamıştır.

ETKİNLİK 1: Plastik çubuk ve cam çubuktaki elektriklenme • • • • • • • • • • • • ETKİNLİK 1 : Sürtme ile elektriklenme ve atomik yapı AMAÇ: Atomun elektrikli bir yapıya sahip olduğunu belirlemek.

ARAÇ VE GEREÇLER: plastik cetvel (plastik çubuk, tarak) 2 adet cam çubuk (cam deney tüpü) 2 adet döküm ayak 1 adet ikili bağlama parçası 1 adet demir çubuk (50 cm) 1 adet yalıtılmış çubuk 1 adet yünlü kumaş parçası 1 adet ipekli kumaş parçası 1 adet iplik

• • • • • • • • • • ETKİNLİĞİN YAPILIŞI A) Etkinlik düzeneğini kurunuz.

B) İple astığınız plastik cetvele kumaş parçasını sürtün.

C) Diğer plastik cetvele de yün kumaş parçasını sürtünüz.

Şimdi bu cetveli iple asılı cetvele yaklaştırınız.

D) İpteki plastik cetveli çıkarınız.

Yerine cam çubuğu bağlayınız.

E) Cam çubukları ipek kumaşa sürterek elektriklenmelerini sağlayınız.

F) Cam çubuğu asılı cam çubuğa yaklaştırınız.

İki Cam çubuk birbirini itiyor mu?

• • • • • • • • • SONUÇ: 1. Sürtme ile elektriklenmiş iki cetvel birbirini itmektedir.

2. Elektriklenmiş iki cam çubuk birbirini itmektedir.

3. Cam çubuk ve plastik cetvel birbirini çekmektedir.

Buradan şöyle bir sonuca varılabilir.

Benzer deneyler yapıldığında elektriklenmeler farklıdır.

Cam çubuk ve plastik cetvelde olduğu gibi.

Cam çubuğun yükü artı (+), plastik çubuğun yükü eksi (-) kabul edilir.

Bu, tabiatta iki farklı tür yükün olduğunu gösterir.

• • • • • Atomun çekirdeğinde bulunan protonlar, elektriklenme sırasında yer değiştirmez.

Elektriklenmede, elektronlar yer değiştirir.

Mesela: plastik çubuğun elektriklenmesini atom modeline göre açıklayabiliriz.

Başlangıçta plastik çubuk yüksüz idi.

Proton sayısı elektron sayısına eşit durumdaydı

• • • • Böylece; plastik çubukta elektron fazlalığı, yün kumaşta ise elektron eksikliği vardır.

Plastik çubuk(-), yün kumaşta(+) yüklü olur Yani bir maddedeki elektronlar başka bir maddeye geçebilmektedir.

Elektron veren atom (+) yüklü, elektron alan atom (-) yüklü hale gelmektedir.

• • • Bu olay atomun elektrikli yapıda olduğunu gösterir.

Sürtme ile elektriklenme sırasında protonlar yer değiştirmez.

Protonlar sabit kalarak sadece elektronlar yer değiştirir.

• Eğer elimizdeki kazağı sönük bir floresan lambaya yaklaştırırsak lambanın hafifçe parladığını da görürüz. Yünlü bir eşyaya sürülmüş ebonit çubuk kağıt parçacıklarını çeker. Bunun nedeninin ebonit çubuk üzerindeki elektrik yükleridir

ETKİNLİK 2: YÜKLÜCİSİMLERİN ELEKTROSKOBA ETKİSİNİN İNCELENMESİ • • • • • • • ETKİNLİK AMACI: Yüklü cisimlerin elektroskop üzerindeki etkisini incelemek.

KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER: 1-elektrostatik takım 2-elektroskop HAZIRLIK SORUSU: 1-Bir cismin yüklü olup olmadığını nasıl anlarsınız? Araştırınız.

2-Yüklü bir elektroskopun yükünü nasıl boşaltabiliriz?Tartışınız.

• El TEORİK BİLGİ : Bir cismin yüklü olup olmadığını yüklü ise yükünün, cinsini bulmak için kullanılmaya yarayan araca “Elektroskop” denir. elektroskop yüksüzken metal yapraklar kapalıdır. ( - ) yükle yüklenmiş bir elektroskopun topuzuna parmağımızla dokunursak, negatif yükler vücudumuz üzerinden toprağa akar, elektroskop nötr hale gelir ve yaprakları tamamen kapanır. (+) yüklü elektroskopta; negatif yükler topraktan elektroskopa geçer ve yapraklar yine kapanır. Bu olaya “elektroskobun boşalması” denir.

• • • ETKİNLİĞİN YAPILIŞI: 1. Yüklü bir cismi nötr bir elektroskoba yaklaştırırsak, topuz yaklaştırılan cismin yükünün zıttı ile, yapraklar ise aynı yükle yüklenirler.

Yapraklar açılır.

• • 2. Yüklü bir cismi nötr bir elektroskopa dokundurursak topuz ve yaprak aynı yükle yüklenir.

Yapraklar açılır.

• • • • 3. Yüklü bir cismi zıt yüklü bir elektroskoba yaklaştırırsak, elektroskobun ve yüklü cismin yük miktarına bağlı olmak şartıyla; a)Yapraklar biraz kapanabilir.(Elektroskop yükü çoksa) b)Yapraklar tamamen kapanabilir.(Yükler eşitse) c)Yapraklar önce kapanıp sonra açılabilir.(Cismin yükü çoksa)

• 4. Yüklü bir cismi aynı yüklü bir elektroskoba yaklaştırırsak yapraklar biraz daha açılır.

• • • • Eğer dokundurulursa ; a)Yapraklar biraz açılır. (cismin yükü fazla ise) b)Yaprakta değişme olmaz. (yükler eşit ise) c)Yapraklar biraz kapanır.(Elektroskobun yük fazla)

• • • • 5. Yüklü bir cismi zıt yüklü bir elektroskopa dokundurursak, yük miktarlarına bağlı olmak şartıyla üç durum gözlenir: a)Yapraklar biraz kapanabilir.(Elektroskopun Yükü fazla ise) b)Yapraklar tamamen kapanabilir. (Yükler eşitse) c)Yapraklar önce kapanıp sonra zıt yüklenerek açılabilir.(Cismin yükü fazla ise)

ETKİNLKİ 3:YÜKLÜ BİR EBONİT ÇUBUĞUN SUYU ÇEKTİĞİNİN GÖZLENMESİ • ETKİNLİĞİN AMACI: Elektrikle yüklenmiş yalıtkan maddelerde bulunan elektronların, uygun ortamda bir başka maddeye aktığını görmek.

• • HAZIRLIK SORUSU: Yüklü bir ebonit çubuk çeşmeden akan suya yaklaştırılırsa suyun akışını etkiler mi? Tartışınız.

• • KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER: Döküm ayak, statif çubuk, bağlama parçası, şişe tutturucu, kısa cam boru, tek delikli tıpa, geniş beherglas, tabanı kesik şişe, ebonit çubuk, yün parçası, su

• • TEORİK BİLGİ: Yünlü kumaş parçasına sürtülerek negatif ( - ) yükle yüklenen ebonit çubuk, çeşmeden ip şeklinde çok ince akan suya yaklaştırılırsa suyu kendine doğru çeker. Çünkü bir iletkene (metal, su .. ) yaklaştırılan yüklü bir cismin etkisiyle, yüklerin ayrılmasına “etkiyle elektriklenme” denir.

• Yaklaştırılan cisimdeki yüklerin etkisiyle iletkendeki aynı cins yüklerin itildiği, zıt yüklerin birbirini çektiği görülür.

•

• Etki ile elektriklenmede yüklü cisimle nötr cisim birbirlerine dokunmadığından aralarında elektron alış verişi olmaz. Yalnız nötr cismin elektronları yer değişir. Yüklü cisim uzaklaştırılırsa elektronlar tekrar eski yerlerine dönerler. Bu şekilde cisim tekrar nötr hale gelir.

• • • ETKİNLİĞİN YAPILIŞI: 1-Statif çubuğa bağlama parçası takıp, bu parçaya şişe tutturucusunu takınız.

2-Cam boruyu lastik tıpaya geçiriniz ve şişenin ağzına sıkıca kapayarak şekildeki düzeneği hazırlayınız.

• • • 3-Beherglasa su koyunuz. Cam borunun ağzını kapatarak şişeye su doldurunuz.

4-Ebonit çubuğu yüne sürterek elektrikle yükleyiniz.

5-Parmağınızı cam borudan çekiniz ve akan suya yüklediğiniz ebonit çubuğu yaklaştırınız. Çubuğun suyu çektiğini gözleyiniz. Çubuğu ters tarafta tutarak deneyi tekrarlayınız.

• • ETKİNLİĞİN SONUCU: Yüklü bir cisim bir iletkene yaklaştırıldığında yüklerin ayrılmasına neden olur. Bu olaya “elektrostatik indüksiyon” (etkiyle elektriklenme ) denir.

Atom,maddenin en küçük yapı taşıdır.

Elektron ( e - ) Yörünge Proton ( p +)

+p 0 n

Çekirdek Nötron (n 0 )

Atomun Yapısı