Éppen most kezdtem a középiskolát, csak azért, hogy az áram és a mágnesesség gyönyörű világában landoljak, sok kérdésem és dilemmám van, ezért szeretnék némi útmutatást Most térjünk rá a kérdésre.
Most olvastam, hogy a töltési egység a coulomb, és hogy $ 1 \: \ mathrm {C} = 6.25 \ x 10 ^ {18} $ elektron, mert egy elektron töltése $ e = 1,602 × 10 ^ {- 19} $ “C”. Ez megzavar, mivel – ha a töltés nagysága az elektronok száma, akkor mi értelme van – az egy elektron töltésének mennyisége? Miért éppen coulombokban?
Az a lehetséges elméletem, hogy mivel a töltés az anyag tulajdonsága, hogy kölcsönhatásba lépjen az elektromágneses erővel, a töltés valódi meghatározásának azon kell alapulnia, hogy mekkora erővel hat. Bárhol is látom a coulomb definícióját, mindig amperben és az elektronok számában kapom meg.
Meg tudná mondani valaki, mi a különbség az = elektronok száma-Coulomb és a képlet definíció között például, mivel Sebesség = Távolság / Idő, tehát 1 km / sec = 1 km 1 másodperc alatt megtett. (ez a típus)}?
SZERKESZTÉS – Egy tankönyvben azt tapasztaltam, hogy – “1 coulomb az a mennyiségű elektromos töltés, amely 9 dolláros erőt fejt ki × 10 ^ 9 $ egyenlő töltéssel, 1 m távolságra tőle. Tehát most szeretném tudni, hogyan éri el ezt a számot, ha helyes?
Megjegyzések
- Tehát ha egy coulombot mondunk, az a $ 1 által szállított töltés összege A $ 1 $ s s $ -ban nem elegendő?
- @Aaron Stevens plz magyarázza el, miért 1e = 1,6 × 10 ^ -19 C?
Válasz
Kérdeztem erről a megjegyzésekben, de folytatom, és ezt válaszként fogalmazom meg.
A wikipédiából:
Az amper az az állandó áram, amelyet két végtelen hosszú egyenes párhuzamos vezetőben tartva, elhanyagolható kör keresztmetszettel és egy méteres vákuumban történő elhelyezéssel e vezetők között egyenlő erő hozhat létre. 2 × 10−7 newton hosszúságméterenként
Ebből megkapjuk a coulomb definícióját. Csak a töltés összegét szállítja egy $ 1A $ áramerősség a $ 1s $ -ban.
Természetesen tetszőleges, hogyan definiáljuk az elektron töltését. Meghatározhatnánk egy új töltési egységet, amely az elektron által hordozott töltés mennyisége, vagy az elektronok által hordozott töltés mértéke 10,2 $ $ . Csak más egységeket kellene ennek megfelelően beállítanunk (például, ha kiszámítunk egy erőt, akkor vagy meg kell határoznunk egy új erőegységet is, vagy pedig minden erőt tartalmazó képletbe be kell illesztenünk egy átalakítást, hogy erőink Newtonban maradjanak. ).
De hogyan lehet először meghatározni az elektron töltését (nem egységekben)? Többféle módszer létezik, de történelmileg jól ismert az olajcsepp-kísérlet. Nem megyek bele a kísérlet részleteibe, önállóan is megnézheti ezt, de lényegében azt találták, hogy az olajcseppek kis mennyiségű töltéseinek töltései megegyeznek a töltés bizonyos értékének egész számának többszörösével. töltési érték, amely az Ön által felsorolt elektron töltésmennyisége.
A szerkesztett kérdésével folytatandó. A $ q_1 $ és $ q_2 $ választott el egy $ r $ távolságot $$ F = \ frac {kq_1q_2} {r ^ 2} $$ ahol $ k = 9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2} $
Ha $ r = 1m $ és minden egyes terhelés $ q_1 = q_2 = 1C $ , akkor a kapott erő $$ F = \ frac {(9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2}) (1C) (1C)} {(1m) ^ 2} = 9 * 10 ^ 9N $$
Megjegyzések
- Egy tankönyvben azt találtam, hogy – " 1 coulomb az a mennyiségű elektromos töltés, amely 9 10 ^ 9 newton egyenlő töltéssel 1 m távolságra tőle elhelyezve ". Ebből a meghatározásból pedig könnyen megérthetjük és kiszámíthatjuk az elektron töltését. És arra a következtetésre is juthatunk, hogy ennek a számnak a eléréséhez csaknem 6 × 10 ^ 18 elektronra van szükség. Ez korrekt ? Van valami gondolata?
- @DEEKSHANT igen, ez is helyes
Válasz
Nos, a töltési egységet akkor határozták meg, amikor az emberek nem tudtak az elektronokról és a protonokról. Azokban a napokban az elektromos töltésről azt hitték, hogy folyamatos mennyiség.
A CGS rendszerben az elektromos töltést erő alkalmazásával határozzák meg, hogy két ekvivalens töltésű tárgy egymásra hat 1 cm távolságban, ami sokkal ésszerűbb, ha csak az elektrosztatikával kezdünk. Az elektromos töltés meghatározását ebben a Wikipedia cikkben találja.
Egyébként az elektron töltése nem a legkisebb töltésmennyiség a természetben. A szubatomi részecskéken 1/3 elektron töltésű lehet.
Megjegyzések
- A kvarkok azonban csak olyan kombinációkban fordulnak elő, hogy a töltés egész szám. elektron töltések.