ทฤษฎีอิเล็กตรอน
evezangz
|
31 พ.ค. 59
 | 29.8K views

ไฟฟ้าเป็นพลังงานชนิดหนึ่งที่เป็นส่วนประกอบในวัตถุธาตุทุกชนิดตามข้อพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ย่อมเป็นที่ทราบ
กัน แล้ว ว่าวัตถุธาตุชนิดต่าง ๆ ที่มีอยู่ในโลกประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ เรียกว่าอะตอม ในแต่ละอะตอมนั้นยังประกอบด้วย
โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน อยู่มากมายสำหรับโปรตอนกับนิวตรอนนั้นอยู่นิ่งไม่เคลื่อนที่ ส่วนอิเล็กตรอนสามารถ
ที่จะเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งได้ การเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งของอิเล็กตรอนนี้เอง
คือสิ่งที่เราเรียกว่า กระแสไฟฟ้า

โครงสร้างของอะตอม
ทุกสิ่งทุกอย่างที่สามารถมองเห็นได้ล้วนเป็นสสารทั้งสิ้น สสาร (Matters)คือสิ่งที่มีตัวตนมีน้ำหนัก และต้องการที่
อยู่มันจะอยู่ในรูปของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ตัวอย่างเช่น เหล็ก ก้อนหิน ไม ้เป็นสสารที่อยู่ในรูปของของแข็ง น้ำ
แอลกอฮอล์ น้ำมัน เป็นสสารที่อยู่ในรูปของของเหลว ส่วนออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นสสารที่อยู่ในรูป
ของก๊าซ ธาตุ (Elements) เป็นสสารเบื้องต้นซึ่งถ้านำธาตุมารวมประกอบกันตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปจะได้เป็นสสารต่างๆ
ตัวอย่างของธาตุ เช่น ทองแดง อลูมิเนียม เงิน ทองคำ ปรอท ออกซิเจน ไฮโดรเจนอะตอม (Atom) คือ อนุภาคที่เล็กที่สุด
ของธาต ซึ่งไม่สามารถอยู่ตามลำพังได้ ต้องรวมกับอะตอมด้วยกัน กลายเป็นโมเลกุล (Molecule)อะตอมชนิด เดียวกัน
เมื่อรวมกันจะได้โมเลกุลของธาตุส่วนอะตอมของธาตุต่างชนิดเมื่อรวมกันจะได้โมเลกุลของสารประกอบ(Compounds)
ภายในอะตอมนั้นประกอบด้วยส่วนที่เป็นแกนกลางเรียกว่า " นิวเคลียส " (Neucleus) ภายใน นิวเคลียสนี้ยังประกอบ
ด้วย โปรตอน (Proton) ซึ่งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็น ประจุบวกและนิวตรอน(Neutron) จะไม่แสดงคุณสมบัติทางไฟ
ฟ้า คือเป็นกลาง อีกส่วนหนึ่งคือ อิเล็กตรอน (Electron) เป็นอนุภาคเล็กๆ ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นประจุลบ ซึ่งจะโคจร
อยู่รอบ ๆนิวเคลียสด้วยความเร็วสูง และวงโคจรของมันอาจมีเพียงวงเดียวหรือหลาย ๆ วงก็ได้ทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดของ
อะตอมของธาตุโครงสร้างของอะตอมของธาตุต่าง ๆ จะมีลักษณะคล้ายกับระบบสุริยจักรวาลที่มีดวงอาทิตย์เป็นแกน
กลางและมีดาวนพเคราะห์โคจรอยู่รอบ ๆ
ประจุไฟฟ้า

ถ้าอะตอมในชิ้นสารสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอน สารนั้นจะมีประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อะตอมจะสามารถ เพิ่มหรือลด
อิเล็กตรอนได้หลายวิธี เช่น การขัดสีระหว่างวัตถุต่างชนิดกัน เมื่อนำแท่งแก้วถูกับผ้าไหมแท่ง แก้วจะถ่ายอิเล็กตรอน
ให้ผ้าไหม แท่งแก้วจึงมีประจุบวกและผ้าไหมมีประจุลบเมื่อนำวัตถุสองชนิดที่มีประจุไฟฟ้าไม่เท่ากันเข้ามาใกล้กันจะ
ทำให้เกิดแรงขึ้นระหว่างวัตถุทั้งสอง แต่เนื่องจากวัตถุทั้งสองไม่แตะกัน จึงไม่สามารถทำให้ประจุไฟฟ้าถ่ายเข้าหากัน
ได้ ลักษณะที่เกิดขึ้นแต่ไม่เกิดการถ่ายเทอิเล็กตรอนหรือกระแสไฟฟ้าไหลไปได้เรียกว่าไฟฟ้าสถิต(Static Electricity)

โปรตอน (Proton)

อนุภาคชนิดนี้เป็นอนุภาคที่ถูกตรึงแน่นอยู่ในนิวเคลียส (Neucleus)มีอนุภาคเป็นบวกจำนวนโปรตอนใน อะตอม
ของธาตุเรียกว่า อะตอมมิค นัมเบอร์ ถ้าธาตุใดมีอะตอมมิค นัมเบอร์ เท่ากันเรียกธาตุเหล่านี้ว่าเป็นไอโซโทป ซึ่งกันและกัน
กล่าวคือ เป็นธาตุที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน

นิวตรอน (Neutron)

อนุภาคชนิดนี้เป็นอนุภาคที่ถูกตรึงแน่นอยู่ในนิวเคลียสรวมกับโปรตอนมีน้ำหนักมากกว่าโปรตอนเล็กน้อยและมีคุณ
สมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า ผลรวมระหว่างโปรตอนและนิวตรอนใน 1 อะตอมของธาตุ เราเรียกว่า อะตอมมิค แมส หรือ
แมส นัมเบอร์ ถ้าธาตุใดมีแมส นัมเบอร์ เท่ากันแต่อะตอมมิค นัมเบอร์ ไม่เท่ากันเรา เรียกธาตุเหล่านี้ว่าเป็นไอโซบาร์
ซึ่งกันและกัน

อิเล็กตรอน (Electron)

อนุภาคชนิดนี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นประจุลบ วิ่งอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอมของธาตุด้วยความเร็วสูงในวง
โคจร ที่เฉพาะของมัน เป็นอนุภาคที่มีน้ำหนักน้อย หนักประมาณ เท่าของน้ำหนักของโปรตอนอิเล็กตรอนจะได้รับแรง
ดึงดูดจากโปรตอนในนิวเคลียสถ้าอิเล็กตรอนเหล่านั้นได้รับพลังงานเพิ่มมันอาจจะ กระโดดออกไปยังเซลล์ต่อไปได้ อิเล็กตรอนในเซลล์รอบนอกสุดมีบทบาทสำคัญมากทั้งในด้านคุณสมบัติทางฟิสิกส์และเคมี โดยเฉพาะในด้านไฟฟ้า อิเล็กตรอนในเซลล์นี้เรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอน ถ้าอิเล็กตรอนในเซลล์นี้ได้รับพลังงานเพิ่มมันจะกระโดดหายไปจาก
อะตอมของธาตุ ทำให้อะตอมมีลักษณะพร่องอิเล็กตรอนจึงมี ีสภาพทางไฟฟ้าเป็นบวก ในทางตรงกันข้ามถ้ามันสูญเสีย
พลังงาน มันจะ ได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มทำให้มีสภาพ ้ทางไฟฟ้าเป็นลบ ดังนั้นอิเล็กตรอนเท่านั้นที่เคลื่อนที่ได้ จึงทำให้เกิด
การไหลของกระแสไฟฟ้า
โดยปกติสารที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน สารใดสูญเสียอิเล็กตรอนจะมี คุณสมบัติทาง
ไฟฟ้าเป็นบวก สารใดที่รับอิเล็กตรอนเพิ่มจะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นลบ

การเกิดอิเล็กตรอนอิสระ

เนื่องจากอิเล็กตรอนที่วิ่งอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสจะวิ่งด้วยความเร็วสูง จึงทำให้อิเล็กตรอนสามารถที่จะเหวี่ยงตัวเองออก
จาก วงโคจร ได้เสมอด้วยแรงหนีศูนย์กลาง แต่ภายใน นิวเคลียสมีโปรตอน ซึ่งเป็นประจุบวก จะช่วยดึงอิเล็กตรอนเอาไว้
ไม่ให้หลุดจากวงโคจรไปได้ง่าย ๆ อย่างไรก็ตาม ถ้ามีแรงภายนอกมากพอมา กระทำเข้ากับแรงหนีศูนย์กลาง อิเล็กตรอน
ที่จะถูกดึงออกจากวงโคจรกลายเป็นอิเล็ก ตรอนอิสระได้การที่อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ออกจากวงโคจรได้นั้นทำให้อะตอม
นั้นขาดอิเล็กตรอนไปและจะเหลือโปรตอน มากกว่าอิเล็กตรอน โปรตอนจะอยู่โดดเดี่ยวไม่ได้มันจึงดึงอิเล็กตรอนของอะตอม
ถัดไป เข้ามาในอะตอม ของมันทำให้อะตอมถัดไปขาดอิเล็กตรอนอีกจะเป็นไปแบบนี้เรื่อยๆการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ
จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งก็คือ การเคลื่อนที่ของไฟฟ้านั่นเอง

ความเร็วการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ

พลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านตัวนำไปโดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง
ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ต่อเนื่องกันไปเรื่อย ๆ ตลอดสายตัวนำ เนื่องจากอะตอมอยู่ชิดกันมากและวงโคจรของอิเล็กตรอนจะ
ซ้อนทับกัน อิเล็กตรอนอิสระจึงไม่ต้องเคลื่อนที่ไปไกลขณะที่อิเล็กตรอนเข้าไปอยู่ในวงโคจรอันใหม่ มันจะส่งผ่านพลังงาน
ู่เพื่อให้อิเล็กตรอนตัวถัดไปหลุดเป็นอิสระแม้อิเล็กตรอนจะดูเหมือนเคลื่อนที่ช้าก็ตาม แต่การส่งพลังงานจากอะตอมหนึ่ง
ไปยังอะตอมหนึ่งจะรวดเร็วมาก ในอัตราความเร็ว 186,000 ไมล์ / วินาที หรือ 300 ล้านเมตร / วินาที


ขอขอบคุณข้อมูลจาก :: นายวัชรพงษ์ ยงไสว อาจารย์ 2 ระดับ 6 โรงเรียนสรอยเสรีวิทยา

คะแนนคอนเทนต์ 0.0
ผู้โหวตทั้งหมด 0
เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

วิทยาศาสตร์
วิทยาศาสตร์ ม. 1 ค่า pH ของสารละลาย
321 views
วิทยาศาสตร์
บทเรียนออนไลน์ วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง แรง
18.9K views
ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง

แบบฝึกหัด วิชาวิทยาศาสตร์ ม. 2 เรื่อง ปฏิกิริยาเคมี ชุดที่ 1
46.6K views
แบบฝึกหัด วิชาวิทยาศาสตร์ ม. 2 เรื่อง วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ชุดที่ 5
30.6K views
แบบฝึกหัด วิชาวิทยาศาสตร์ ม. 2 ชุดที่ 6
58.2K views
แบบฝึกหัด วิชาวิทยาศาสตร์ ม. 2 เรื่อง ระบบร่างกายมนุษย์และสัตว์
41.3K views