التمييز بين الشحنات والإلكترونات
يواجه العديد من الأفراد صعوبة في التميز بين الشحنات والإلكترونات نتيجة لعدم فهم المصطلحات المرتبطة بهما. الاختلاف الجوهري بين الشحنات والإلكترونات هو أن الشحنة يمكن أن تكون إما موجبة أو سالبة، بينما الإلكترون دائمًا ما يحمل شحنة سالبة. لذلك، يُعتبر الإلكترون نوعًا من أنواع الشحنات.
الاختلاف حسب التعريف
تعريف الشحنات
يمكن تعريف الشحنات بأنها الميزة الأساسية للمادة التي تحملها بعض الجسيمات الأولية، وتنقسم الشحنات إلى نوعين رئيسيين: الشحنات الموجبة والشحنات السالبة. وفي حالة اقتراب شحنتين من نفس النوع (موجبة أو سالبة) من بعضهما البعض، يحدث تنافر بينهما، بينما عند اقتراب شحنتين مختلفتين، تنجذب كل منهما إلى الأخرى.
تعريف الإلكترونات
الإلكترون هو جسيم أصغر من الذرة ويحمل شحنة كهربائية واحدة، وهي الشحنة السالبة. يعتقد العلماء أن الإلكترون هو أصغر جسيم يمكن دراسته، ولا يمكن أن ينقسم إلى أجزاء أصغر. علاوة على ذلك، تُعتبر الإلكترونات من الجسيمات الأساسية التي تشكل البنية الذرية.
الاختلاف من حيث الخصائص
خصائص الإلكترونات
للإلكترونات عدة خصائص تميزها عن باقي جزيئات الذرة، ومن أبرزها:
- شحنة الإلكترونات دائمًا سالبة ولا يمكن أن تكون موجبة.
- كتلة الإلكترون صغيرة للغاية، ما يجعلها تهمل عند حساب كتلة الذرة، حيث تعادل 1/2000 من كتلة البروتون أو النيترون.
- يحمل كل إلكترون شحنة كهربائية مقدارها 1.602×10^-19 كولوم، والتي تتعارض مع شحنة البروتون.
- تُعتبر الإلكترونات جسيمات دون ذرية توجد خارج النواة، بينما البروتونات والنيترونات توجد داخلها.
- تتحرك الإلكترونات في مدارات دائرية حول النواة بشكل مستمر.
- تعتبر كتلة الإلكترون ثابتة، حيث تساوي 9.109×10^-31 كغم.
- تظهر الإلكترونات خصائص الجسيمات.
- تنص ميكانيكا الكم على أنه يستحيل تحديد موقع وزخم الإلكترونات في نفس الوقت.
خصائص الشحنات
تتميز الشحنات الكهربائية بالعديد من الخصائص، منها:
- خاصية الإضافة: تُتيح إضافة الشحنات السالبة والموجبة كما هو الحال مع الكميات القياسية.
- خاصية حفظ الشحنة: تعتمد هذه الخاصية على مبدأ حفظ المادة، والذي ينص على أن المادة لا تُفنى ولا تُخلق من العدم، بل تنتقل من جسم إلى آخر. في نظام حيث يتم تحديد مقدار معين من الشحنات، فإن الشحنات التي يفقدها جسم تساوي تلك التي يكتسبها جسم آخر.
- خاصية تكميم الشحنة: تنص هذه الخاصية على أن كمية الشحنات يجب أن تُعبر عنها بوحدات معينة وصحيحة، حيث يمكن أن تقل الشحنة بمقدار هذه الوحدة أو مضاعفاتها، وهي تعادل كتلة الإلكترون أو البروتون.
من المهم الإشارة إلى أن الشحنات الكهربائية تُقسم إلى نوعين رئيسيين، هما:
- شحنة كهربائية موجبة: تُعتبر هذه الشحنة هي الحالة التي يتفوق فيها عدد البروتونات على عدد الإلكترونات في الجسم.
- شحنة كهربائية سالبة: تُعتبر هذه الشحنة هي الحالة التي يتفوق فيها عدد الإلكترونات على عدد البروتونات في الجسم.