+ yüklü bir cisim - yüklü bir cismi neden çeker? Elektronlardaki kinetik enerji nereden geliyor?

Aynı yüklü iki cismin birbirlerini çekeceğini mi yoksa iteceğini mi belirleyen şey, bu yükün taşıyıcı parçacığının spin denilen özelliğidir.

Kısaca spin tek sayı ise aynı yükler birbirini iter, çift sayı ise aynı yükler birbirini çeker.

Elektromanyetik etkileşimin taşıyıcı parçacığı olan foton'un spin'i 1 olduğu için, aynı işaretli elektromanyetik yüke sahip iki parçacık birbirini iter.

Kütleçekiminin taşıyıcı parçacığı graviton'un spini 2 olduğu için, aynı işaretli kütleçekimsel yüke sahip iki parçacık (yani kütlesi artı olan iki cisim) birbirini çeker.

Bakınız: Quantum field theory in a nutshell (Zee)

Elektronların sahip olduğu enerji kinetik enerji değildir, kendileri zaten enerjidir. Basitçe; bu yükler elektromanyetik alan oluşturur ve bu alana başka biri girince bundan etkilenir, kendisi bir enerji olduğu için ona çekim ya da itim hareketi yapar.

Detaylı istiyorsan;

Wikipedia

q yük, F yükün hissedeceği kuvvet, E yükün bulunduğu noktadaki elektrik alan, v yükün hızı, B yükün bulunduğu noktadaki manyetik alan.

Yukarıdaki denklem Lorentz kuvvetini iki vektörün toplamı olarak gösterir. Bu vektörlerden biri yükün hızı ve manyetik alanın vektörel çarpımıdır. Vektör çarpımının özelliklerine dayanarak bu çarpımın sonucunun hıza ve manyetik alana dik olduğunu söyleyebiliriz. Diğer vektör ise elektriksel alanla aynı doğrultudadır. Bu iki vektörün toplamı Lorentz kuvvetini verir.

Böylece, manyetik alanın olmadığı bir yerde kuvvet elektriksel alanla aynı doğrultudadır ve kuvvetin büyüklüğü yükün değerine ve elektriksel alanın şiddetine bağlıdır. Elektrik alanın olmadığı durumlarda ise kuvvet parçacığın hızına ve manyetik alanın doğrultusuna diktir.