Elektrik Yükleri ve Korunumu

1 soru

Nötr ve yalıtkan $X$ ve $Y$ cisimleri birbirine sürtülerek elektriklenmeleri sağlanıyor. Sürtünme sonrasında $X$ cisminin pozitif, $Y$ cisminin ise negatif yükle yüklendiği gözleniyor.

Buna göre, bu yüklenme s��reci ve cisimlerin son durumları ile ilgili;

I. Sürtünme esnasında $Y$ cisminden $X$ cismine proton geçişi olmuştur.
II. Cisimler arasında aktarılan net yük miktarı, elementer yükün ( $e$ ) tam katları kadardır.
III. Son durumda $X$ ve $Y$ cisimlerinin net yük miktarları (büyüklükleri) birbirine eşittir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

Yalnız II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

Cisimler arasında aktarılan yük elementer yükün tam katları kadard��r ve başlangıçta nötr olan sistemde yükün korunumu gereği son yük büyüklükleri birbirine eşittir.

Doğru cevap, yükün kuantumlu yapısını ve korunumu ilkesini doğru ifade eden seçenektir. Katılarda yalnızca elektronlar (negatif yükler) hareket edebileceği için birinci öncül yanlıştır. Elektrik yükü kesikli (kuantumlu) olduğundan aktarılan yük elementer yükün tam katı olmalıdır (ikinci öncül doğrudur). Başlangıçta nötr olan sistemde yük korunduğu için cisimlerin son yük büyüklükleri eşit ve zıt işaretli olmalıdır (üçüncü öncül doğrudur).

Adım Adım Çözüm

Katı maddelerde elektriklenmeyi sağlayan yük taşıyıcılarının türünü belirlemek.

Katılarda protonlar atom çekirdeğinde sıkıca bağlıdır ve hareket edemezler. Elektriklenme sürecinde yalnızca negatif yükler (elektronlar) hareket eder. Dolayısıyla birinci öncül yanlıştır.

Elektriklenmenin temel mikroskobik mekanizmasını analiz etmek.

Elektrik yükünün kuantumlu (kesikli) doğasını uygulamak.

Doğada serbest halde bulunabilen en küçük yük bir elektronun yükü (elementer yük,

e

) kadardır. Cisimler arasındaki yük alışverişi ancak tam sayıda elektron geçişiyle (

1e

2e

3e

...) olabileceğinden, aktarılan net yük miktarı elementer yükün tam katı olmak zorundadır. Dolayısıyla ikinci öncül doğrudur.

Yükün kuantumlu yapısının transfer edilen yüke etkisini belirlemek.

Yükün korunumu kanununu uygulamak.

Sistem başlangıçta nötrdür (toplam net yük sıfırdır). Yükün korunumu ilkesine göre, dışarıdan sisteme yük girişi veya çıkışı olmadığı için son durumda da toplam net yük sıfır olmalıdır.

X

cismi ne kadar elektron kaybedip

+q

yüklenirse,

Y

cismi de o kadar elektron kazanıp

-q

yüklenir. Bu durumda son net yük miktarları (büyüklükleri)

q

olup birbirine eşittir. Dolayısıyla üçüncü öncül doğrudur.

Sürtünme ile elektriklenen iki cismin son yük büyüklükleri arasındaki ilişkiyi kurmak.

Anahtar Kavram

Elektrik yükünün korunumu, kuantumlu yapısı ve katılarda yalnızca elektronların hareket edebilirliği.

Tahmini Süre:1m 40s

Elektrik Yükleri ve Korunumu

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar