Olen juuri aloittanut lukioni, vain laskeutuakseni kauniiseen sähkön ja magneettisuuden maailmaan, minulla on monia kysymyksiä ja ongelmia, joten haluan ohjeita . Nyt kysymykseen.
Olen juuri lukenut, että latausyksikkö on coulomb ja että $ 1 \: \ mathrm {C} = 6.25 \ kertaa 10 ^ {18} $ elektronia, koska yhden elektronin varaus on $ e = 1,602 × 10 ^ {- 19} $ ”C”. Tämä hämmentää minua – jos varauksen määrä on elektronien lukumäärä, mitä sitten tarkoitetaan – yhden elektronin varauksen määrä? Miksi coulombs?
Mahdollinen teoriani on, että koska varaus on aineen ominaisuus olla vuorovaikutuksessa sähkömagneettisten VOIMien kanssa, varauksen todellisen määritelmän tulisi perustua siihen, kuinka paljon voimaa se on vuorovaikutuksessa. Kuitenkin aina, kun näen coulombin määritelmän, saan sen aina ampeereina ja elektronien lukumääränä.
Voiko kukaan kertoa eron = elektronien lukumäärä-Coulomb ja kaavan määritelmä {for Esimerkiksi nopeus = matka / aika, joten 1 km / s = 1 km ajetaan 1 sekunnissa. (tämän tyyppinen)}?
MUOKKAA – Löysin oppikirjassa, että – ”1 coulomb on se määrä sähkövarausta, joka käyttää 9 dollarin voimaa × 10 ^ 9 $ yhtä suurella latauksella, joka sijoitetaan 1 metrin etäisyydelle siitä. Joten haluan nyt tietää, miten tämä luku saavutetaan, jos se on oikea?
Kommentit
- Joten sanoen, että kulma on 1 dollarin kuljettama latausmäärä, joka on $ 1 A $: n virta $ 1 s $: ssa, ei ole riittävästi? = 1.6 × 10 ^ -19 C?
Vastaus
Kysyin asiasta kommenteissa, mutta aion jatkaa ja vastata tähän.
Wikipediasta:
Ampeeri on se vakiovirta, joka, jos sitä ylläpidettäisiin kahdessa suorassa yhdensuuntaisessa, äärettömän pituisessa johtimessa, joiden poikkileikkaus on merkityksetön, ja joka sijoitettaisiin yhden metrin päähän tyhjiöön, tuottaisi näiden johtimien välille voiman, joka on yhtä suuri kuin 2 × 10−7 newtonia metriä pituutta kohden
Tästä voimme saada määritelmän coulombille. Se on vain veloituksen määrä, jonka $ 1A $ kuljettaa $ 1s $ .
Elektronin varauksen määritteleminen on tietysti mielivaltaista. Voisimme määritellä uuden latausyksikön elektronin kuljettaman varauksen määräksi tai elektronien kuljettaman varauksen määräksi 10,2 $ $ . Meidän olisi vain mukautettava muita yksiköitä vastaavasti (esimerkiksi jos laskemme voiman, meidän on joko määriteltävä myös uusi voimayksikkö, tai meidän on sisällytettävä muunnos kaikkiin voimaa sisältäviin kaavoihin pitämään voimamme Newtonissa ).
Mutta miten ensin määritetään elektronin varaus (ei yksikössä)? On olemassa useita tapoja, mutta yksi, joka on historiallisesti hyvin tunnettu, on öljypisarakokeilu. En aio mennä kokeen yksityiskohtiin, voit tutkia sitä itse, mutta lähinnä havaittiin, että öljypisaroilla, joilla oli pieni lataus, oli varauksia, jotka olivat yhtä suuria kuin jonkin varauksen arvon kokonaislukukerrat. latausarvo, joka on luetellun elektronin latausmäärä.
Jatka muokattua kysymystäsi. Kahden $ q_1 $ ja $ q_2 $ erottivat etäisyyden $ r $ $$ F = \ frac {kq_1q_2} {r ^ 2} $$ missä $ k = 9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2} $
Jos $ r = 1m $ ja jokainen maksu on $ q_1 = q_2 = 1C $ , tuloksena oleva voima on $$ F = \ frac {(9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2}) (1C) (1C)} {(1m) ^ 2} = 9 * 10 ^ 9N $$
kommentit
- Löysin oppikirjassa, että – " 1 coulomb on se määrä sähkövarausta, joka käyttää voimaa 9 × 10 ^ 9 newtonia tasaisella varauksella, joka on sijoitettu 1 metrin etäisyydelle siitä ". Ja tämän määritelmän perusteella voimme helposti ymmärtää ja laskea elektronin varauksen. Ja voimme myös päätellä, että tämän luvun saavuttamiseksi tarvitaan melkein 6 × 10 ^ 18 elektronia. Onko tämä oikein ? Onko sinulla ajatuksia?
- @DEEKSHANT kyllä, tämä on myös oikein
Vastaa
No, varausyksikkö määriteltiin, kun ihmiset eivät tienneet elektroneista ja protoneista. Silloisen sähkövarauksen uskottiin olevan jatkuva määrä.
CGS-järjestelmässä sähkövaraus määritetään voimalla, että kaksi samanarvoista varausta kohdistuu toisiinsa 1 cm: n etäisyydellä, mikä on järkevämpää, jos aloitat vasta elektrostaatista. Löydät sähkövarauksen määritelmän tästä Wikipedia-artikkelista .
Muuten, elektronin varaus ei ole pienin varauksen määrä luonnossa. Subatomisilla hiukkasilla voi olla 1/3-elektronivaraus.
Kommentit
- Kvarkeja esiintyy kuitenkin vain sellaisissa yhdistelmissä, että varaus on kokonaisluku. elektronipanoksista.