Чому квантується електричний заряд тіла?

Чому квантується електричний заряд тіла?
Anonim

Коли вчені говорять, що якась властивість квантується (заряд, енергія тощо), вони означають, що властивість може мати тільки дискретні значення. Дискретне є протилежним безперервному, і важливо мати приклад для обох, щоб виділити відмінність.

Щоб подумати про безперервну нерухомість, подумайте про поїздку з дому до школи, і припустимо, що ваша школа знаходиться на відстані одного кілометра. На своєму драйві ви можете бути десь між вашим будинком і школою. Ви можете знаходитися на відстані півкілометра (0,5 км), одна третина кілометра (0,33 км), або ще більш точну відстань, наприклад, до 0,4773822 км. Оскільки ви можете гіпотетично бути всюди по всьому 1 км спектру, відстань можна розглядати як безперервну властивість.

Для дискретної нерухомості розгляньте підйом по сходах. Якщо є всього 10 сходів, можна бути на сходах 1, або 2, або 3, і так далі. Але не можна бути на сходах номер два з половиною, сходовий номер 6.8743. Іншими словами, можливе значення для номерів сходів є дискретними або квантованими.

Тепер ми розглянемо цю відмінність в контексті електричного заряду. На найбільш елементарному рівні заряд контролюється сукупним загальним числом протонів і електронів. Якщо об'єкт має надлишок електронів щодо протонів, він буде негативно заряджений. Питання стає, "скільки негативного заряду"?

Заряд вимірюється в одиницях кулонів, C. Кожен протон має заряд # + 1.602 * 10 ^ -19 C # і кожен електрон має заряд # -1.602 * 10 ^ -19 C #, яку ми можемо позначити як # + e # або # -e #. Просто щоб бути ясним, # e = 1.602 * 10 ^ -19 C #

Таким чином, будь-який об'єкт або тіло з чистим зарядом (тобто надлишок протонів або електронів) повинен мати значення плюс або мінус # e #або # 2e #або # 3e #, і так далі (у технічному плані ціле число кратне # e #). Однак для об'єкта неможливо мати заряд # + 1.3e # або # -4.57e #.

Для отримання додаткової інформації зверніться до наступного ресурсу: