Perché la carica elettrica di un corpo è quantizzata?

Perché la carica elettrica di un corpo è quantizzata?
Anonim

Quando gli scienziati dicono che una sorta di proprietà è quantizzata (carica, energia, ecc.), Significa che la proprietà può avere solo valori discreti. Discreto è l'opposto del continuo, ed è importante avere un esempio per entrambi per evidenziare la distinzione.

Pensare a una proprietà continua, prendere in considerazione la guida da casa a scuola e supponiamo che la scuola sia esattamente a un chilometro di distanza. Sulla tua guida, potresti essere ovunque tra la tua casa e la scuola. Potresti essere a mezzo chilometro di distanza (0,5 km), a un terzo di un chilometro di distanza (0,33 km), oa una distanza ancora più precisa, ad esempio 0,4773822 km. Poiché si potrebbe ipoteticamente essere ovunque lungo l'intero spettro di 1 km, la distanza può essere pensata come una proprietà continua.

Per una proprietà discreta, considera di salire una rampa di scale. Se ci sono un totale di 10 scale, è possibile essere sulla scala 1, o 2, o 3, e così via. Ma non è possibile essere sulla scala numero due e mezzo, scala numero 6.8743. In altre parole, il possibile valore per i numeri di scala è discreto o quantizzato.

Ora vedremo questa distinzione nel contesto della carica elettrica. Al livello più elementare, la carica è controllata dal numero totale combinato di protoni ed elettroni. Se un oggetto ha un eccesso di elettroni rispetto ai protoni, sarà caricato negativamente. La domanda diventa "Quanta carica negativa"?

La carica è misurata in unità di Coulombs, C. Ogni protone ha una carica di # + 1.602 * 10 ^ -19 C # e ogni elettrone ha una carica di # -1.602 * 10 ^ -19 C #, che possiamo indicare come # + E # o # -E #. Giusto per essere chiari, # e = 1.602 * 10 ^ -19 C #

Quindi qualsiasi oggetto, o corpo, con una carica netta (cioè eccesso di protoni o di elettroni) deve avere un valore di più o meno # E #, o # # 2e, o # # 3ee così via (in termini tecnici, un multiplo intero di # E #). Tuttavia, sarebbe impossibile per un oggetto avere una carica di # + 1.3E # o # # -4.57e.

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