Hvorfor er den elektriske ladningen av en kropp kvantisert?

Hvorfor er den elektriske ladningen av en kropp kvantisert?
Anonim

Når forskere sier at en slags eiendom er kvantisert (kostnad, energi, etc.), betyr det at eiendommen bare kan ha diskrete verdier. Diskret er motsatt av kontinuerlig, og det er viktig å ha et eksempel for å fremheve skillet.

Å tenke på en kontinuerlig eiendom, bør du vurdere å kjøre hjemmefra til skolen, og antar at skolen din er en kilometer unna. På stasjonen din kan du være hvor som helst mellom huset ditt og skolen. Du kan være en halv kilometer unna (0,5 km), en tredjedel av en kilometer unna (0.33 km), eller en enda mer presis avstand som 0.4773822 km vei. Siden du kan hypotetisk være hvor som helst langs hele 1 km-spektret, kan avstand betraktes som en kontinuerlig eiendom.

For en diskret eiendom, bør du vurdere å klatre opp en trapp. Hvis det er totalt 10 trapper, er det mulig å være på trapp 1, eller 2 eller 3, og så videre. Men det er ikke mulig å være på trapp nummer to og en halv, trapp nummer 6.8743. Med andre ord er den mulige verdien for trappnummer diskret eller kvantisert.

Nå vil vi se på dette skillet i sammenheng med elektrisk ladning. På det mest elementære nivået styres ladningen av det samlede antall protoner og elektroner. Hvis en gjenstand har et overskudd av elektroner i forhold til protoner, blir det negativt ladet. Spørsmålet blir, "hvor mye negativ belastning"?

Ladning måles i enheter av Coulombs, C. Hver proton har en belastning på # + 1,602 * 10 ^ -19 C # og hver elektron har en belastning på # -1,602 * 10 ^ -19 C #, som vi kan betegne som # + E # eller # -E #. Bare for å være helt tydelig, # e = 1,602 * 10 ^ -19 C #

Så ethvert objekt eller en kropp med en nettladning (dvs. overskudd av enten protoner eller elektroner) må ha en verdi på pluss eller minus # E #, eller # 2e #, eller # 3e #, og så videre (i tekniske termer, et heltall flere av # E #). Imidlertid ville det være umulig for et objekt å ta ansvar for # + 1.3e # eller # -4.57e #.

For ytterligere informasjon, ta en titt på følgende ressurs: