Ho appena iniziato il liceo, solo per atterrare nel meraviglioso mondo dellelettricità e del magnetismo, ho molte domande e dilemmi, quindi voglio una guida . Ora passiamo alla domanda.
Ho appena letto che lunità di carica è il coulomb e che $ 1 \: \ mathrm {C} = 6,25 \ times 10 ^ {18} $ elettroni, perché la carica su un elettrone è $ e = 1,602 × 10 ^ {- 19} $ “C”. Questo mi confonde come se la quantità di carica fosse il numero di elettroni, qual è il significato di quantità di carica su un elettrone? Perché nei coulomb?
La mia possibile teoria è che poiché la carica è la proprietà della materia di interagire con le FORZE elettromagnetiche, la vera definizione di carica dovrebbe essere basata sulla quantità di forza con cui interagisce. Tuttavia, ovunque io visualizzi la definizione di coulomb, la ottengo sempre in ampere e il numero di elettroni.
Qualcuno può dire la differenza tra = numero-di-elettroni- Coulomb e la definizione della formula {per esempio, poiché Velocità = Distanza / Tempo, quindi, 1 km / sec = 1 km percorso in 1 secondo. (questo tipo)}?
EDIT – In un libro di testo ho scoperto che è dato che – “1 coulomb è quella quantità di carica elettrica che esercita una forza di $ 9 × 10 ^ 9 $ a parità di carica posto a una distanza di 1 m da esso. Quindi ora voglio sapere come viene raggiunto questo particolare numero se è corretto?
Commenti
- Quindi dire che un coulomb è la quantità di carica trasportata da $ 1 A $ corrente in $ 1 s $ non è sufficiente?
- @Aaron Stevens per favore spiega perché 1e = 1.6 × 10 ^ -19 C?
Risposta
Ho chiesto informazioni su questo nei commenti, ma andrò avanti e metterò questa come una risposta.
Da wikipedia:
Lampere è quella corrente costante che, se mantenuta in due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile, e posti nel vuoto ad un metro di distanza, produrrebbe tra questi conduttori una forza pari a 2 × 10−7 newton per metro di lunghezza
Da questo possiamo ricavare la definizione del coulomb. È solo limporto delladdebito trasportato da un $ 1A $ corrente in $ 1s $ .
Ovviamente il modo in cui definiamo la carica di un elettrone è arbitrario. Potremmo definire una nuova unità di carica come la quantità di carica che un elettrone trasporta o la quantità di carica che gli elettroni trasportano $ 10,2 $ . Dovremmo solo regolare di conseguenza le altre unità (ad esempio, se calcolassimo una forza dovremmo definire anche una nuova unità di forza, oppure dovremmo includere una conversione in qualsiasi formula che coinvolge la forza per mantenere le nostre forze in Newton ).
Ma come determiniamo la carica dellelettrone (in unità anzi) in primo luogo? Ci sono molti modi, ma uno che è storicamente ben noto è lesperimento della goccia dolio. Non entrerò nei dettagli dellesperimento, puoi esaminarlo da solo, ma essenzialmente ciò che è stato scoperto è che le gocce di olio con piccole quantità di carica avevano cariche uguali a multipli interi di un certo valore di carica. valore di carica che è la quantità di carica dellelettrone che hai elencato.
Per andare avanti con la tua domanda modificata. Lintensità della forza coulombiana tra due cariche di $ q_1 $ e $ q_2 $ hanno separato una distanza $ r $ è data da $$ F = \ frac {kq_1q_2} {r ^ 2} $$ dove $ k = 9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2} $
Se $ r = 1 m $ e ogni addebito è $ q_1 = q_2 = 1C $ , quindi la forza risultante è $$ F = \ frac {(9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2}) (1C) (1C)} {(1 m) ^ 2} = 9 * 10 ^ 9N $$
Commenti
- In un libro di testo ho scoperto che si afferma che – " 1 coulomb è quella quantità di carica elettrica che esercita una forza di 9 × 10 ^ 9 newton a parità di carica posti a una distanza di 1 m da esso ". E da questa definizione possiamo facilmente capire e calcolare la carica di un elettrone. E possiamo anche giungere alla conclusione che per raggiungere questo numero sono necessari quasi 6 × 10 ^ 18 elettroni. È corretto ? Qualche idea?
- @DEEKSHANT sì anche questo è corretto
Risposta
Bene, lunità di carica è stata definita quando le persone non conoscevano gli elettroni e i protoni. In quei giorni si credeva che la carica elettrica fosse una quantità continua.
Nel sistema CGS la carica elettrica è definita utilizzando la forza che due oggetti di carica equivalente applicano luno allaltro a una distanza di 1 cm, il che è più sensato se si inizia con lelettrostatica. Puoi trovare la definizione di carica elettrica in questo articolo di Wikipedia .
A proposito, la carica di un elettrone non è la più piccola quantità di carica in natura. Puoi avere 1/3 di carica elettronica sulle particelle subatomiche.
Commenti
- Tuttavia, i quark si verificano solo in combinazioni tali che la carica è un numero intero di cariche elettroniche.