Квантование электрического заряда
Квантование электрического заряда означает, что заряд любого тела изменяется не непрерывно, а отдельными порциями, кратными элементарному заряду. В задачах это помогает определить возможное значение заряда или число избыточных частиц.
Элементарный заряд обозначают буквой \(e\). Протон имеет заряд \(+e\), а электрон — заряд \(-e\). Поэтому электрический заряд тела определяется количеством и знаком лишних или недостающих электронов. В обычных макроскопических задачах заряд тела считают суммой зарядов большого числа частиц.
В формуле \(N\) — целое число, а \(q\) может быть положительным, отрицательным или равным нулю. Если тело получило лишние электроны, его заряд отрицателен: \(q=-Ne\), где \(N\) — число лишних электронов. Если электроны ушли, заряд положителен: \(q=+Ne\). Эта запись дополняет материал о формуле электрического заряда.
Тело имеет заряд \(q=-3{,}2 \cdot 10^{-19}\ \text{Кл}\). Число лишних электронов: \(N=\frac{|q|}{e}=\frac{3{,}2\cdot10^{-19}}{1{,}6\cdot10^{-19}}=2\). Значит, тело получило два лишних электрона.
Элементарный заряд — это не заряд любого электрона со знаком «плюс»: \(e\) обозначает модуль, равный \(1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}\). Заряд электрона равен \(-e\), а заряд протона — \(+e\).
Какое значение может иметь заряд изолированного тела?
Главное
- Заряд квантуется: \(q=Ne\), где \(N\) — целое число.
- Элементарный заряд \(e\approx1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}\) — модуль заряда электрона и протона.
- Избыток электронов даёт отрицательный заряд, недостаток электронов — положительный.