ทฤษฎีอิเล็กตรอน คืออะไร?
โครงสร้างอะตอมของสสารเป็นตัวกำหนดวิธีการผลิตและส่งกำลังไฟฟ้า สสารทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมากที่ทำจากอิเล็กตรอนและโปรตอน แรงที่ยึดอนุภาคเหล่านี้เข้าด้วยกัน เพื่อสร้างสสารคือแรงเดียวกันกับที่สร้างกระแสไฟ และผลิตพลังงานไฟฟ้า
ทฤษฎีอิเล็กตรอนระบุว่าสสารทั้งหมด ประกอบด้วย โมเลกุล ซึ่งในทางกลับกันก็ประกอบด้วยอะตอม ซึ่งประกอบด้วยโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนอีกครั้ง โมเลกุลเป็นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารซึ่งสามารถดำรงอยู่ได้โดยตัวมันเอง และมีอะตอมตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไป ตัวอย่างเช่น หากคุณเปิดสวิตช์ไฟ คุณจะเห็นหลอดไฟ (ลูกโลก) เรืองแสงและปล่อยแสงเข้ามาในห้อง แล้วอะไรทำให้เกิดสิ่งนี้ขึ้น? พลังงานเดินทางผ่านสายทองแดง เพื่อให้หลอดไฟสว่างได้อย่างไร? พลังงานเดินทางผ่านอวกาศได้อย่างไร? อะไรทำให้มอเตอร์เลี้ยว เล่นวิทยุ? เพื่อให้เข้าใจกระบวนการเหล่านี้จำเป็นต้องมีความเข้าใจในหลักการพื้นฐาน เพื่อให้แสงเรืองแสงได้ต้องใช้พลังงานในการหาเส้นทางผ่านสวิตช์ไฟ ผ่านลวดทองแดง และการเคลื่อนที่นี้เรียกว่า การไหลของอิเล็กตรอน เรียกอีกอย่างว่า กระแสในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นี่เป็นหลักการสำคัญประการแรกที่ต้องทำความเข้าใจ
คำว่าสสารมีเกือบทุกอย่าง ประกอบด้วย ทองแดง ไม้ น้ำ อากาศ หากเราสามารถนำชิ้นส่วนของสสาร เช่น หยดน้ำมาหารด้วยสองและหารด้วยสองต่อไป จนไม่สามารถแบ่งออกได้อีก ในขณะที่ยังเป็นน้ำนิ่ง ในที่สุดเราก็จะมีโมเลกุลของน้ำ โมเลกุล ซึ่งเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดที่มีอยู่ของน้ำ ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอม และออกซิเจนหนึ่งอะตอม – H2O
อธิบายให้เข้าใจเพิ่มขึ้นได้จากอะตอม สามารถแบ่งออกเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนได้เช่นกัน ทั้งสองเป็นอนุภาคไฟฟ้าและไม่สามารถแบ่งได้ อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กที่สุดและเบาที่สุด และมีประจุลบ โปรตอนมีมวลมากกว่าอิเล็กตรอนประมาณ 1800 เท่า และมีประจุบวก แต่ละคนคิดว่ามีเส้นแรงสนามไฟฟ้าล้อมรอบ ตามทฤษฎีแล้ว เส้นแรงลบจะไม่รวมกับเส้นแรงลบอื่น ๆ ในความเป็นจริงมักจะขับไล่กัน เส้นแรงบวกก็กระทำในลักษณะเดียวกัน ความจริงที่ว่าอิเล็กตรอนขับไล่อิเล็กตรอนและโปรตอนขับไล่โปรตอน แต่อิเล็กตรอนและโปรตอนดึงดูดกันและกันเป็นไปตามกฎพื้นฐานของฟิสิกส์
เมื่ออิเล็กตรอนและโปรตอนเข้ามาใกล้กัน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่เนื่องจากโปรตอนหนักกว่า 1800 เท่า มันคืออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในน้ำแข็งไฟฟ้า แม้ว่าอิเล็กตรอนจะมีขนาดเล็กกว่ามาก แต่สนามของมันก็ค่อนข้างแรงในเชิงลบและเท่ากับสนามบวกของโปรตอน หากความแรงของสนามรอบอิเล็กตรอนที่ระยะ 1,000,000 ของเซนติเมตรเป็นจำนวนหนึ่ง ความแรงของสนามรอบอิเล็กตรอนที่ระยะ 2,000,000 ของเซนติเมตรจะเท่ากับ 1/4 มาก เนื่องจากสนามจะลดลงผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง หากการเพิ่มขึ้นในสิ่งหนึ่งทำให้เกิดสิ่งอื่นเพิ่มขึ้น ทั้งสองสิ่งนี้จะกล่าวได้ว่าแปรผันโดยตรง 2,000,000 อิเล็กตรอนบนวัตถุสร้างประจุลบสองเท่าจาก 1,000,000 อิเล็กตรอน เนื่องจากความแรงของสนามไฟฟ้าของอิเล็กตรอนแปรผกผันกับระยะห่างกำลังสอง ความแรงของสนามที่ห่างออกไปหนึ่งเซนติเมตรจึงค่อนข้างอ่อน
สนามที่ล้อมรอบโปรตอนและอิเล็กตรอนเรียกว่า สนามไฟฟ้าสถิตย์ “สถิตย์” หมายความว่า นิ่งหรือไม่เคลื่อนที่ เมื่ออิเล็กตรอนถูกทำให้เคลื่อนที่ ผลที่ได้คือ ไฟฟ้าไดนามิก “ไดนามิก” หมายถึง การเคลื่อนไหว ในการสร้างการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน จำเป็นต้องมีสนามที่มีประจุลบ “ดัน” สนามที่มีประจุบวก “ดึง” หรือตามปกติเกิดขึ้นในวงจรไฟฟ้า ประจุลบและประจุบวก การผลักและดึงกำลังมีอะตอมหรือองค์ประกอบที่แตกต่างกันมากกว่าหนึ่งร้อยตัว ที่ง่ายที่สุดและเบาที่สุดคือ ไฮโดรเจน อะตอมของไฮโดรเจน ประกอบด้วยอิเล็กตรอน 1 ตัวที่หมุนรอบโปรตอน 1 ตัว คล้ายกับดวงจันทร์โคจรรอบโลก อะตอมต่อไปในแง่ของน้ำหนักคือ ฮีเลียม (He) ซึ่งประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและอิเล็กตรอนสองตัว อะตอมที่สามคือ ลิเธียม (Li) ที่มีโปรตอนสามตัวและอิเล็กตรอนสามตัว
HOTLINE-061-417-5732
https://www.facebook.com/changfidotcom
Line: @changfi
ผู้เขียน ธมนณัฏฐ ดวงมณีวิวัตน์
ช่างไฟดอทคอม
ช่างไฟที่ดีที่สุดในกรุงเทพฯ