Waarom wordt de elektrische lading van een lichaam gekwantiseerd?

Waarom wordt de elektrische lading van een lichaam gekwantiseerd?
Anonim

Wanneer wetenschappers zeggen dat een eigenschap is gekwantiseerd (lading, energie, enz.), Betekent dit dat de eigenschap alleen discrete waarden kan hebben. Discreet is het tegenovergestelde van continu, en het is belangrijk om een voorbeeld te hebben voor beide om het onderscheid te benadrukken.

Denk aan een ononderbroken eigendom en overweeg dan om van huis naar school te rijden, en stel dat uw school op precies één kilometer afstand ligt. Tijdens je rit zou je ergens tussen je huis en de school kunnen zijn. U kunt op een halve kilometer afstand (0,5 km), op een derde van een kilometer afstand (0,33 km) of een nog nauwkeurigere afstand zoals 0,4773822 km afleggen. Omdat je hypothetisch overal in het hele spectrum van 1 km zou kunnen zijn, kan afstand worden gezien als een continu eigendom.

Voor een discrete woning, overweeg dan een trap op te klimmen. Als er in totaal 10 trappen zijn, is het mogelijk om op trap 1 of 2 of 3 te gaan, enzovoort. Maar het is niet mogelijk om op trap nummer twee en een half te staan, trap nummer 6.8743. Met andere woorden, de mogelijke waarde voor trapnummers is discreet of gekwantiseerd.

Nu zullen we dit onderscheid bekijken in de context van elektrische lading. Op het meest elementaire niveau wordt de lading gecontroleerd door het gecombineerde totale aantal protonen en elektronen. Als een object een overmaat aan elektronen heeft ten opzichte van protonen, is het negatief geladen. De vraag wordt: "hoeveel negatieve lading"?

Lading wordt gemeten in eenheden van Coulombs, C. Elk proton heeft een lading van # + 1.602 * 10 ^ -19 C # en elk elektron heeft een lading van # -1.602 * 10 ^ -19 C #, wat we kunnen aanduiden als # + E # of # -E #. Gewoon om duidelijk te zijn, # e = 1.602 * 10 ^ -19 C #

Dus elk object, of lichaam, met een netto lading (dat wil zeggen een overmaat van protonen of elektronen) moet een waarde van plus of minus hebben # E #of # 2e #of # 3e #, enzovoort (in technische termen een geheel veelvoud van # E #). Het is echter onmogelijk om een object te laten laden # + 1.3E # of # -4.57e #.

Voor meer informatie, bekijk de volgende bron: