الذرات كمصدر للشحنة

 أن الذرة تتكون من نواة ضئيلة موجبة الشحنة يدور حولها جسيمات سالبة الشحنة يطلق عليها إلكترونات. ويتضح هذا بالنسبة لذرة الكربون في الشكل (1). ولعلك تذكر من مقررات الكيمياء أن الذرات متعادلة كهربياً؛ بمعنى ان كمية الشحنة الموجبة بالنواة مساوية تماماً للشحنة السالبة الكلية التي تحملها الإلكترونات حول النواة. وفي حالة ذرة الكربون، إذا كانت - e هي شحنة الإلكترون الواحد فإن شحنة النواة هي 6e+ بالضبط. وسوف نؤجل المناقشة التفصيلية للذرة إلى فصل قادم وسنكتفي هنا باستخدام التركيب الكهربائي لها.

وعلى ما يبدو فالكون كله تقريباً ــ إن لم يكن تماماً ــ متعادل كهربياً، والكرة الأرضية نفسها ليس عليها سوى القدر اليسير ــ إن وجد أصلاً ــ من فائض الشحنات الموجبة او السالبة؛ ولذا يمكننا في جميع الأغراض العملية، اعتبار أن الأرض ليس عليها شحنات فائضة. اما الغالبية العظمى من الشحنات على الأرض وبداخلها فمحتواه داخل الذرات. وإذا وجدت شحنات حرة سواء كانت موجبة أم سالبة فإنها عادة ما تعتبر منتزعة من ذرات ما.

وليس من الصعب على الإطلاق انتزاع إلكترون من الذرة ــ تحت ظروف معينة ــ وعلى سبيل المثال، فلو أن قضيباً من الإبونيت (وهو نوع من المطاط الصلب) قد دلك في قطعة من الفراء الحيواني فإن بعض إلكترونات ذرات الفراء تلتصق بقضيب الإبونيت عن طريق الاحتكاك.

وهكذا فأن القضيب يكتسب فائضاً خالصاً من الإلكترونات التي تجعله مشحوناً بشحنة وبالمثل فلو أن قضيباً زجاجياً ذلك في قطعة من الحرير فإن بعضاً من الإلكترونات يغادر ذرات القضيب، مختلفة فائضاً من الشحنات الموجبة عليه.  وإذا لا مس القضيب موجب الشحنة كرة معدنية متعادلة ، فإن الإلكترونات تغادر بعض ذرات المعدن لتحل محل تلك الإلكترونات التي فقدتها ذرات الزجاج ونتيجة لهذا تكتسب الكرة المعدنية شحنة موجبة خالصة.