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Carga eléctrica y sus propiedades

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  • 1. FRANCO BORGES SILVA FÍSICA 2do
  • 2. Nuestra civilización depende de la electricidad  Ha existido desde el origen del universo. Incluso antes de la formación de la materia.
  • 3.  En el campo de la física, se conoce como carga eléctrica a la propiedad que poseen ciertas partículas de carácter subatómico que se hace evidente a través de fenómenos de atracción y repulsión que consiguen fijar entre ellas múltiples interacciones a nivel electromagnético.  La materia que posee una carga eléctrica está condicionada por campos electromagnéticos y, al mismo tiempo, los genera.
  • 4.  En una serie sistemática de experimentos sencillos, se encontró que hay dos tipos de cargas eléctricas, a la cuáles Benjamín Franklin, les asignó los nombres de positiva y negativa.  Dichas cargas al interaccionar entre sí, pueden atraerse o rechazarse:  Cuando las cargas son del mismo signo, estas se rechazan o repelen y si son de signos diferentes, la fuerza entre ellas es de atracción.
  • 5.  Existen 2 tipos de cargas Positivas (+) Negativa (-) Un cuerpo está compuesto por muchas cargas. Existen 3 tipos de cuerpos según su carga eléctrica neta. Neutro Negativa (-) Positiva (+)
  • 6. Interacciones Eléctricas
  • 7.  Otro aspecto importante del modelo de electricidad de Franklin, es que la carga eléctrica se conserva. Es decir cuando un cuerpo se frota contra otro, no se crea carga en el proceso. El estado electrificado se debe a una transferencia de carga de un cuerpo a otro. Por lo tanto, un cuerpo gana cierta cantidad de carga negativa mientras el otro gana una cantidad igual de carga positiva.
  • 8. Propiedades de las cargas eléctricas.  En resumen las propiedades de las cargas eléctricas son las siguientes:  1. Hay dos tipos de cargas en la naturaleza, con la propiedad de que las cargas de signos diferentes se atraen unas a otras y cargas de signos iguales se rechazan o repelen.  2. La fuerza de atracción o repulsión entre las cargas varía con el inverso al cuadrado de su distancia de separación.
  • 9.  3. La carga se conserva: Esto de acuerdo a la ley de la conservación de la materia y la energía. Aquellas sustancias que pierden electrones se cargan positivamente y las que ganan electrones, se cargan negativamente. 2. La carga está cuantizada. Esto es que posee valores unitarios ya predispuestos. En el caso del protón, su carga es de +1 y el del electrón es de -1.
  • 10. El átomo  Cuando el átomo gana o pierde un electrón se le denomina ión negativo o positivo, respectivamente
  • 11. saltan más electrones de uno al otro
  • 12. Electrización por inducción  Cuerpos neutros se inducen cargas Resultado -> cargado negativamente
  • 13. Teoría atómica de Dalton  John Dalton, Con esta idea, Dalton publicó en 1808 su Teoría Atómica que podemos resumirse en:  “La materia está formada por partículas muy pequeñas, llamadas átomos, que son indivisibles e indestructibles.”  “Todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa atómica.”  “Los átomos se combinan entre si en relaciones sencillas para formar compuestos.”  “Los cuerpos compuestos están formados por átomos diferentes. Las propiedades del compuesto dependen del número y de la clase de átomos que lo forman.”
  • 14. Joseph John Thomson (1856-1940) Descubrió que los rayos catódicos estaban formados por partículas cargadas negativamente (electrones), de las que determinó la relación entre su carga y masa. En 1906 le fue concedido el premio Nobel por sus trabajos.
  • 15. Thomson define así su modelo de átomo :  Considera el átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos (de forma similar a las semillas en una sandía)
  • 16. Ernest Rutherford, (1871-1937)  Premio Nobel de Química en 1908. Sus brillantes investigaciones sobre la estructura atómica y sobre la radioactividad iniciaron el camino a los descubrimientos más notables del siglo.  Puesto que las partículas alfa y beta atraviesan el átomo, un estudio riguroso de la naturaleza de la desviación debe proporcionar cierta luz sobre la constitución de átomo, capaz de producir los efectos observados.  Las investigaciones se produjeron tras el descubrimiento de la radioactividad y la identificación de las partículas emitidas en un proceso radiactivo.
  • 17. Experimento para determinar la constitución del átomo  La mayoría de los rayos alfa atravesaba la lámina sin desviarse, porque la mayor parte del espacio de un átomo es espacio vacío.  Algunos rayos se desviaban, porque pasan muy cerca de centros con carga eléctrica del mismo tipo que los rayos alfa (CARGA POSITIVA).  Muy pocos rebotan, porque chocan frontalmente contra esos centros de carga positiva.
  • 18. El Modelo Atómico de Rutherford quedó así:  Todo átomo está formado por un núcleo y corteza.  El núcleo, muy pesado, y de muy pequeño tamaño, donde se concentra toda la masa atómica.  Existe un gran espacio vacío entre el núcleo y la corteza donde se mueven los electrones.  NÚMERO ATÓMICO= número de protones del núcleo que coincide con el número de electrones si el átomo es neutro.
  • 19.  En 1932 Chadwik al bombardear átomos con partículas observó que se emitía una nueva partícula sin carga y de masa similar al protón, acababa de descubrir el NEUTRÓN. En el núcleo se encuentran los neutrones y los protones.  El núcleo tiene un número de cargas positivas, protones igual al de electrones corticales. En el núcleo están también los neutrones. Los electrones giran a grandes distancias del núcleo de modo que su fuerza centrífuga es igual a la atracción electrostática, pero de sentido contrario.
  • 20. La composición del átomo  Rutherford descubrió los protones en 1919 El núcleo está formado de protones y neutrones James Chadwick descubrió los neutrones en 1932
  • 21. TEORÍA CUÁNTICA DE PLANCK  La teoría cuántica se refiere a la energía:  Cuando una sustancia absorbe o emite energía, no puede intercambiar cualquier cantidad de energía, sino que se define una unidad mínima de energía, llamada cuanto. Esto implica que la energía que se emita o se absorba deberá ser un número entero de cuantos  Cuando la energía está en forma de radiación electromagnética (una radiación similar a la luz), se denomina energía radiante y su unidad mínima recibe el nombre de fotón. La energía de un fotón viene dada por la ecuación de Planck:  h: constante de Planck = 6.62 · 10-34 Joule · segundo n : frecuencia de la radiación  E = h · n
  • 22.  El modelo atómico de Rutherford llevaba a unas conclusiones que se contradecían claramente con los datos experimentales.  La teoría de de RutherforMaxwell echaba por tierra el sencillo planteamiento matemático del modelo d.  El estudio de las rayas de los espectros atómicos permitió relacionar la emisión de radiaciones de determinada “ ” (longitud de onda) con cambios energéticos asociados a saltos entre niveles electrónicos.  La teoría de Planck le hizo ver que la energía no era algo continuo sino que estaba cuantizada. MODELO ATÓMICO DE BÖHR.
  • 23. EXPERIMENTO DE MILLIKAN DE LA GOTA DE ACEITE 
  • 24.  En 1911 Millikan realizó su famoso experimento de la gota de aceite. Dicho experimento consistió en dejar caer gotas de aceite desde una cierta altura. Las gotas, como es lógico, caían por efecto de su peso, debido a la gravedad terrestre. Sin embargo, si al mismo tiempo se conectaba un campo eléctrico dirigido hacia arriba se producía una fuerza eléctrica de repulsión que tendía a hacer que la gota se moviera hacia arriba. En función del tamaño de la gota y de la fuerza eléctrica podían ocurrir tres cosas
  • 25.  Si la fuerza de atracción de la Tierra (el peso) de la gota era mayor que la de repulsión eléctrica, la gota seguía cayendo, aunque a menor velocidad.  Si la fuerza de repulsión eléctrica era mayor que el peso, la gota de aceite invertía el sentido de su movimiento y subía.  Si ambas fuerzas se igualaban la gota permanecía quieta en el aire.