Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
21.2.ŁADUNEKJESTSKWANTOWANY
21.2.ŁADUNEKJESTSKWANTOWANY
Czegosięnauczysz?
Poprzestudiowaniutegopodrozdziałubędzieszumiał...
21.19określićładunekelementarny;
21.20
zauważyć,żeładunekelektrycznycząstkilubciałamusi
15
byćdodatniąlubujemnącałkowitąwielokrotnościąładunku
elementarnego.
Podstawowefakty
•
Ładunekelektrycznyjestskwantowany(możeprzyjmować
tylkopewneokreślonewartości).
•
Ładunekelektrycznycząstkimożnawyrazićwpostaci
ne
,
gdzie
n
jestdodatniąlubujemnąliczbącałkowitą,a
e
jestładun-
kiemelementarnym,równoważnymładunkowielektrycznemu
elektronulubprotonu≈17602·10119C.
Ładunekjestskwantowany
wczasachBenjaminaFranklinaładunekelektrycznyuważanozaciągły
płyn,cowwieluprzypadkachbyłoideąprzydatną.Obecniewiemy,żema-
terialnepłyny,takiejakpowietrzeiwoda,niesąciągłe,gdyżsązłożone
zatomówicząsteczek,amateriajestnieciągła(dyskretna).Zdoświad-
czeniawynika,żenpłynelektryczny”takżeniejestciągły,aprzyjmuje
wartościbędącewielokrotnościąpewnegoładunkuelementarnego.Każdy
ładunekq,dodatnilubujemny,możnazapisaćwpostaci:
q=ne7
n=±17±27±37...7
(21.11)
gdzieładunekelementarnyemawartość
e=17602·10119C.
(21.12)
Ładunekelementarnyejestjednązważnychstałychfizycznych.Elek-
troniprotonmająładunekowartościbezwzględneje(tab.21.1).(Kwarki,
czylicząstki,zktórychzbudowanesąprotonyineutrony,mająładunki
±e/3lub±2e/3,alesąonezawszeuwięzione,tzn.niemogąbyćobserwo-
waneindywidualnie.Ztegopowodu,atakżezewzględówhistorycznych,
ichładunkównietraktujesięjakoładunkuelementarnego).Częstospoty-
kamysięztakimistwierdzeniami,jaknp.:nładuneknakuli”,nprzekazany
ładunek”,nładunekniesionyprzezelektron”,któremogłybysugerować,że
ładunekjestsubstancją.(Takiezdaniapojawiałysiętakżewtymrozdziale).
Powinniśmyjednakpamiętać,jakibyłzamierzonysenstychstwierdzeń:
substancjąsącząstki,aładunekjestjedyniejednązichwłaściwości,taką
jaknaprzykładmasa.
Jeślijakaświelkośćfizyczna,np.ładunekelektryczny,niemożeprzyj-
mowaćdowolnychwartości,atylkotakie,którenależądodyskretnego
zbioru,tomówimy,żetawielkośćjestskwantowana.Możnanaprzy-
kładznaleźćcząstkę,którawcaleniemaładunkualbomaładunek+10e
lub16e,nigdyzaścząstkęoładunku,powiedzmy,3757e.
Kwantładunkujestmały.Przezwłóknozwykłejżarówkiomocy100w
wkażdejsekundzieprzepływanaprzykładokoło1019ładunkówelementar-
nych.Ziarnistośćładunkuelektrycznegonieujawniasięwięcwzjawiskach
Tabela21010Ładunkitrzechcząstek
Cząstka
Symbol
elube1
p
n
Ładunek
Elektron
Proton
Neutron
1e
+e
0
