2 Atome und ihre Bausteine

2 A t o m e u n d i h r e B a u s t e i n e
2 . 2 E l e k t r i s c h e L a d u n g u n d M a t e r i e
Zwei mit einem Seidentuch geriebene Kunststoffstäbe stossen einander ab,
wenn einer davon drehbar aufgehängt ist. Ein geriebener Glasstab hingegen zieht
den Kunststoffstab an. Diese Tatsache war schon im Altertum bekannt. Damals
bemerkte man, dass geriebener Bernstein andere Stoffe wie z.B. Haare anzuziehen
vermag. William Gilbert (1544–1603), der Leibarzt von Königin Elisabeth I. von
England, nannte diese Kraft Ende des 16. Jahrhunderst «vis electrica» («elektrische
Kraft»; elektron gr. = Bernstein). In der Folgezeit sprach man als Ursache dieser Erscheinung
von elektrischen Ladungen, die sich von einem Körper auf einen anderen
übertragen lassen.
a
b
Abb. 2.8 a) Abstossende und b) anziehende Kräfte zwischen elektrisch geladenen Körpern
Wegen der abstossenden und anziehenden Kräfte wird weiter zwischen positiver
und negativer elektrischer Ladung unterschieden, die sich gegenseitig aufheben.
Die Grösse der anziehenden bzw. abstossenden Kraft ist proportional dem
Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands
der Ladungsschwerpunkte zweier geladener Körper. Charles A. de Coulomb (1736–
1806) formulierte diese Abhängigkeit in einem nach ihm benannten Gesetz:
F = k · 1 ·
Q 1 · Q 2
ε r 2
(Coulomb-Gesetz)
F: Kraft; Q 1 bzw. Q 2 : Ladungen; r: Abstand der Ladungsschwerpunkte; ε: Dielektrizitätskonstante
(abhängig vom Material zwischen den beiden geladenen Körpern);
k: Proportionalitätsfaktor, entsprechend dem verwendeten Masssystem für Kraft,
Ladungen und Abstand
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