В дальнейших главах мы покажем, что представление об электризации как о разделении зарядов действительно правильно. Мы увидим, что отрицательный заряд связан с мельчайшими частицами вещества, называемыми электронами. Заряды всех электронов одинаковы и равны по модулю так называемому элементарному заряду е — наименьшему заряду, существующему в природе *). Масса электрона очень мала и составляет приблизительно 1/2000 долю массы водородного атома. Поэтому можно придать телу или отнять от него очень большое число электронов без заметного изменения его массы.
В настоящее время также известно, что в состав любого атома входит определенное число электронов. Такой атом в естественном состоянии не является заряженным, так как
Рис. 10. Условная схема: а) нейтрального атома; б) положительного иона; в) отрицательного иона
внутри него имеется еще и положительно заряженная часть — атомное ядро, представляющее основу всякого атома. При этом сумма отрицательных зарядов всех электронов по модулю в точности равна положительному заряду ядра (рис. 10, а).
Если, однако, тем или иным способом мы удалим из атома один или несколько электронов, то у атома окажется избыток положительного заряда; другими словами, он будет заряжен положительно. Атом в таком состоянии называется положительным ионом (рис. 10, б). Точно так же, если к атому присоединятся избыточные электроны, мы получим отрицательно заряженный атом или отрицательный ион (рис. 10, в). Процесс электризации представляет собой перенесение с одного тела на другое электронов или ионов. Ясно, что при электризации любого тела на другом теле должен всегда возникнуть заряд, равный по модулю и противоположный по знаку заряду, возникшему на первом теле. Именно это мы и наблюдали в описанных опытах.
*) Элементарный заряд е является фундаментальной физической постоянной.
19
§ 6. Электронная теория. Теория, объясняющая электрические свойства тел наличием в них электронов и их движением, носит название электронной теории. Эта теория очень просто и наглядно объясняет многие электрические явления, и поэтому при изучении электричества целесообразно с самого же начала ввести электронные представления. Разберем с этой точки зрения некоторые опыты, описанные выше. далее