Hvorfor er den elektriske ladning af en krop kvantiseret?

Hvorfor er den elektriske ladning af en krop kvantiseret?
Anonim

Når forskere siger, at en slags ejendom er kvantiseret (opladning, energi osv.), Betyder de at ejendommen kun kan have diskrete værdier. Diskret er det modsatte af kontinuerlig, og det er vigtigt at have et eksempel for begge at fremhæve sondringen.

At tænke på en vedvarende ejendom, overveje at køre hjemmefra til skole, og formoder, at din skole er nøjagtigt en kilometer væk. På dit drev kan du være overalt mellem dit hus og skolen. Du kan være en halv kilometer væk (0,5 km), en tredjedel af en kilometer væk (0.33 km), eller en endnu mere præcis afstand, såsom 0.4773822 km vej. Da du kunne hypotetisk være overalt i hele 1 km spektret, kan afstanden betragtes som en kontinuerlig ejendom.

For en diskret ejendom, overveje at klatre op ad en trappe. Hvis der er i alt 10 trapper, er det muligt at være på trappe 1 eller 2 eller 3 osv. Men det er ikke muligt at være på trappe nummer to og en halv, trappe nummer 6.8743. Med andre ord er den mulige værdi for trappe tal diskret eller kvantiseret.

Nu vil vi se på denne sondring i forbindelse med elektrisk opladning. På det mest elementære niveau styres ladningen af det samlede antal protoner og elektroner. Hvis et objekt har et overskud af elektroner i forhold til protoner, vil det blive negativt ladet. Spørgsmålet bliver, "hvor meget negativ ladning"?

Opladning måles i enheder af Coulombs, C. Hver proton har en ladning på # + 1,602 * 10 ^ -19 C # og hver elektron har en ladning på # -1.602 * 10 ^ -19 C #, som vi kan betegne som # + E # eller # -E #. Bare for at være klar, # e = 1,602 * 10 ^ -19 C #

Så ethvert objekt eller legeme med en nettoladning (dvs. overskud af enten protoner eller elektroner) skal have en værdi på plus eller minus # E #, eller # 2e #, eller # 3e #, og så videre (i tekniske termer, et helt tal multipel af # E #). Imidlertid ville det være umuligt for et objekt at have en afgift på # + 1.3e # eller # -4.57e #.

For yderligere oplysninger, kig på følgende ressource: