Por que a carga elétrica de um corpo é quantizada?

Por que a carga elétrica de um corpo é quantizada?
Anonim

Quando os cientistas dizem que algum tipo de propriedade é quantizado (carga, energia, etc.), eles significam que a propriedade só pode ter valores discretos. Discreto é o oposto de contínuo, e é importante ter um exemplo para ambos destacarem a distinção.

Para pensar em uma propriedade contínua, pense em dirigir de casa para a escola e suponha que sua escola esteja exatamente a um quilômetro de distância. No seu caminho, você pode estar em qualquer lugar entre a sua casa e a escola. Você pode estar a meio quilômetro de distância (0,5 km), a um terço de um quilômetro de distância (0,33 km) ou a uma distância ainda mais precisa, como a 0,4773822 km. Como você poderia hipoteticamente estar em qualquer lugar ao longo de todo o espectro de 1 km, a distância pode ser considerada como uma propriedade contínua.

Para uma propriedade discreta, considere subir um lance de escadas. Se houver um total de 10 degraus, é possível estar na escada 1, 2 ou 3 e assim por diante. Mas não é possível estar na escada dois e meio, número da escada 6.8743. Em outras palavras, o valor possível para números de escada é discreto ou quantizado.

Agora vamos olhar para essa distinção no contexto da carga elétrica. No nível mais elementar, a carga é controlada pelo número total combinado de prótons e elétrons. Se um objeto tiver um excesso de elétrons em relação aos prótons, ele será carregado negativamente. A questão torna-se, "quanto carga negativa"?

A carga é medida em unidades de Coulombs, C. Cada próton tem uma carga de # + 1,602 * 10 ^ -19 C # e cada elétron tem uma carga de # -1,602 * 10 ^ -19 C #, o que podemos denotar como # + e # ou #ee #. Só para ficar claro

# e = 1.602 * 10 ^ -19 C #

Assim, qualquer objeto, ou corpo, com uma carga líquida (ou seja, excesso de prótons ou elétrons) deve ter um valor de mais ou menos # e #ou # 2e #ou # 3e #, e assim por diante (em termos técnicos, um múltiplo inteiro de # e #). No entanto, seria impossível para um objeto ter uma carga de # + 1.3e # ou # -4.57e #.

Para mais informações, consulte o seguinte recurso: