Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Einheit der Ladung Mit einem Elektroskop ( 73.1, 73.2 ) kann man Ladungen direkt vergleichen. Einfache Elektroskope kann man selbst bauen, für genaue Messungen sind sie nicht geeignet, stattdessen benutzt man meist elektronische Geräte. Die Einheit der elektrischen Ladung heißt Coulomb (C) . Das Coulomb ist über das Ampere, die Einheit der elektrischen Stromstärke, definiert – wir kommen später darauf zurück. Experiment: Elektroskop 97.1 Du brauchst: 1 transparente Kunststoffflasche mit Verschluss oder Gurkenglas mit Deckel, 1 Stück Kupferdraht (Durchmesser mind. 1,5mm), 1 Streifen Alu-Folie Baue ein einfaches Elektroskop wie in 73.1 . E 1 a) Übertrage elektrische Ladungen. Wie verhält sich der Alustreifen? E 2 b) Erkläre die Beobachtung! Elementarladung Der amerikanische Physiker ROBERT A. MILLIKAN (1868–1953) konnte 1910 zei- gen, dass positive und negative elektrische Ladungen immer ganzzahlige Vielfache einer kleinsten elektrischen Ladung, der Elementarladung e, sind. Gleichzeitig konnte die Größe der Elementarladung gemessen werden. Wert der elektrischen Elementarladung: e = 1,6 · 10 –19 C Jede elektrische Ladung ist ein ganzzahliges Vielfaches von e . Jedes Elektron besitzt eine negative Elementarladung, jedes Proton besitzt eine positive Elementarladung. Quarks: Heute gelten Protonen und Neutronen nicht mehr als elementare Baustei- ne der Atomkerne, sondern aus Quarks mit elektrischen Ladungen 2/3 e bzw. – 1/3 e zusammengesetzt. Beobachtet werden aber nur Teilchen mit ganzzahligen Ladungen. Warum einzelne Quarks nicht beobachtet werden können, ist Thema in Physik 8. Untersuche, überlege, forsche: Ladung des Protons 73.1 W 2 Welche Konsequenz hätte es für Atome, Moleküle und feste Körper, wenn die elektrischen Ladungen von Elektron und Proton nicht genau den gleichen Betrag hätten. Ladungserhaltung Die Physik sucht nach allgemein gültigen Prinzipien der Natur. Ein wichtiges Prin- zip ist der Erhaltungssatz der elektrischen Ladung . Wenn elektrische Ladungen von einem Körper auf einen anderen übergehen, dann ändert sich insgesamt weder die Zahl der Elektronen noch die der Protonen, die Gesamtladung bleibt gleich. Weniger selbstverständlich ist, dass auch bei der Er- zeugung und dem Zerfall von Elementarteilchen die Gesamtladung konstant bleibt. Beispielsweise zerfällt beim Betazerfall eines radioaktiven Atomkerns ein Neutron in ein Proton und ein Elektron (plus ein neutrales „Neutrino“), die Summe der La- dungen bleibt Null. Abb. 74.1 zeigt die Erzeugung eines positiven und eines negati- ven Teilchens beim Zerfall eines neutralen. Der Erhaltungssatz der elektrischen Ladung hat sich bisher bei jedem Vorgang im Universum als gültig erwiesen. 73.2 Elektroskop mit Skala für quantitative Experimente 73.1 Elektroskop zum Selbstbau 73 | E-LEHRE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv