מתוך:  > אביב חדש 2 > אלקטרון

עמוד:38

אנדרה - מרי אמפר הראה שקטעים של חוט מתכת , שזרם חשמלי זורם בהם , מפעילים כחות של משיכה ודחיה ביניהם , ממש כמו מגנטים . אולם הוא לא הצליח להגיע לתורה שלמה שתתאר את הכחות האלה . הפיסיקאי האנגלי מיקל פרדי ערך נסויים נוספים והראה בהם , שכאשר משנים את השדה המגנטי העובר דרך לולאה של חוט מתכת ( למשל , כאשר מקרבים מגנט אל הלולאה הזו ) , זורם בלולאה זרם חשמלי . מכאן שהקשר בין תופעות החשמל והמגנטיות הוא דו - כווני : חשמל יכול ליצר מגנטיות , ומגנטיות יכולה ליצר חשמל . על תגליתו של פרדי מבססת פעלתו של הגנרטור . שדה אלקטרומגנטי כדי ליצר תורה פיסיקלית שתתאר את השפעות החשמל והמגנטיות זה על זה , המציא פרדי משג פיסיקלי חדש - והוא שדה . השדה הוא ישות פיסיקלית הממלאת את המרחב ומפעילה כחות על גופי החמר . פרדי חשב שיש שני סוגים שונים של שדה : שדה חשמלי ושדה מגנטי . אולם הפיסיקאי הסקוטי ג'ימס קלרק מקסול השלים את תורתו של פרדי ויצר תורה של שדה אלקטרומגנטי , שיש לו חלק חשמלי וחלק מגנטי . מקסול כתב משואות לשדה הזה , וגלה שעל פיהן צריכים להתקים גלים אלקטרומגנטיים . גלים אלה הם תנודות של השדה האלקטרומגנטי , שבאמצעותם יכולה אנרגיה לעבר ממקום למקום . הגל האלקטרומגנטי , על פי תאורו של מקסול , הוא צרוף של שדה חשמלי ושדה מגנטי , שתנודות מחזוריות מתחוללות בהם . כאשר חשב מקסול את מהירות ההתפשטות של הגלים האלקטרומגנטיים , הוא גלה שהיא שוה למהירות התפשטותו של האור . מקסול הגיע למסקנה שהאור אינו אלא גל אלקטרומגנטי . לפיכך המשואות של מקסול מתארות בבת אחת את תופעות החשמל , המגנטיות והאור , שהן ביסודן תופעה פיסיקלית אחת . גלי רדיו את ההוכחה הנסיונית לתורתו של מקסול מצא הפיסיקאי הגרמני הינריך רודולף הרץ , שהצליח ליצר גלים אלקטרומגנטיים בעזרת זרם חשמלי . הגלים האלה , שתכונותיהם דומות לתכונותיהם של גלי האור - פרט לכך שהם מתנודדים בתדירות נמוכה יותר - הם גלי הרדיו . הגלים האלקטרומגנטיים , שמקסול חזה והרץ הוכית את קיומם בנסוי , משמשים כיום לתקשרת רדיו וטלויזיה . גלים אלקטרומגנטיים דומים , אולם בתדירות גבוהה יותר מגלי הרדיו , משמשים לפעלת הרדר ולמכשיר הבשול מיקרוגל . אור אלקטרומגנט גנרטור הרץ , היבריך רודולף וזשנול מגנט מיקרוגל מצפן מקסול , ג'ימס קלרק פרדי , מיקל רדיו אלקטרון אלקטרון הוא חלקיק בעל מטען חשמלי שלילי , הנמצא בתוך האטום ונע סביב גרעינו . בתוך האטום של כל חמר יש חלקיקים קטנים הנקראים אלקטרונים . כאשר האטומים של מתכת מתקבצים יחד כדי ליצר גוש של חמרו חלק מהאלקטרונים נפרדים מהאטומים שלהם ומשוטטים במתכת . האלקטרונים האלה נקראים " אלקטרונים חפשיים". בדרך כלל כוון התנועה של האלקטרונים החפשיים הוא מקרי , כך שאלקטרונים שונים נעים במתכת לכל הכוונים . אולם מתקן כמו סוללה חשמלית או גנרטור יכול ליצר כח המניע את האלקטרונים החפשיים לכוון מסים . תנועה זו של האלקטרונים במתכת היא הזרם החשמלי . גם בכל האטומים של חמרים אחרים יש אלקטרונים . אולם אם האלקטרונים האלה אינם נפרדים מהאטומים שלהם , אין אלקטרונים חפשיים וזרם חשמלי אינו יכול לעבר בחמר . המטען החשמלי של האלקטרון על פי הסמון המקבל , מטענו החשמלי של האלקטרון הוא שלילי . לפיכך האלקטרונים זורמים במעגל החשמלי מהקטב השלילי של הסוללה אל הקטב החיובי שלה . אולם נהוג לסמן את כוון הזרם החשמלי דוקא מהקטב החיובי אל הקטב השלילי . מכאן שכוון הזרם החשמלי , כפי שמסמנים אותו , הוא בעצם הפוך לכוון תנועתם של האלקטרונים , למרות שהזרם החשמלי אינו אלא תנועת האלקטרונים . הסבה לבלבול הזה היא שהסמונים " חיובי " ו " שלילי " עבור המטענים החשמליים נקבעו לפני שהיה ידוע על קיומו של האלקטרון . אפשר כמובן לשנות את הסמונים ולקרא " חיובי " למה שהיה עד היום שלילי , ולהפך . אבל שניי זה יגרם לבלבול גדול עוד יותר , משום שאם נרצה להשתמש , למשל , בסוללה חשמלית , לא נהיה בטוחים אם מה שכתוב עליה מתאים לסמון הישן או החדש . קרן אלקטרונים באמצעות חמום או פגיעה של אור במתכת אפשר להוציא את האלקטרונים מן המתכת . בעזרת שדות חשמליים ומגנטיים מתאימים אפשר לגרם לאלקטרונים האלה לנוע בחלל במהירות גבוהה . באפן זה מקבלים קרן של אלקטרונים הדומה לזו המשמשת במכשיר הטלויזיה . זוהי למעשה הדרך שבה התגלה קיומו של האלקטרון . החוקרים תצלום מוגדל של חלקו התחתון של מעגל מודפס . הפסים הצרים והארוכים עשויים משכבה של מתכת , המוליכה את הורם החשמלי . המגעים של הרכיבים האלקטרוניים הנמצאים בצידו האחר של הלוח עוברים דרך חורים בלוח , ומולחמים לקצותיהם של הפסים המוליכים .

אנציקלופדיה אביב בע"מ


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר