Элементарный электрический заряд

элемента́рный электри́ческий заря́д

(е), минимальный электрический заряд, положительный или отрицательный, величина которого е≈4,8·10^-10 единиц СГСЭ, или 1,6·10^-19 Кл. Почти все заряженные элементарные частицы имеют заряд +е или -е (исключение — некоторые резонансы с зарядом, кратным е); частицы с дробными электрическими зарядами не наблюдались, однако в современной теории сильного взаимодействия — квантовой хромодинамике — предполагается существование кварков — частиц с зарядами, кратными ¹/₃ е.

* * *

ЭЛЕМЕНТА́РНЫЙ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ЗАРЯ́Д (е), минимальный электрический заряд, положительный или отрицательный, равный величине заряду электрона.

Предположение о том, что любой наблюдаемый в эксперименте электрический заряд всегда кратен элементарному, было высказано Б. Франклином(см. ФРАНКЛИН Бенджамин) в 1752 г. Благодаря опытам М. Фарадея(см. ФАРАДЕЙ Майкл) по электролизу величина элементарного заряда была вычислена в 1834 г. На существование элементарного электрического заряда также указал в 1874 г. английский ученый Дж.Стони. Он же ввел в физику понятие «электрон» и предложил способ вычисления значения элементарного заряда. Впервые экспериментально элементарный электрический заряд был измерен Р. Милликеном(см. МИЛЛИКЕН Роберт Эндрус) в 1908 г.

Материальными носителями элементарного электрического заряда в природе являются заряженные элементарные частицы(см. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ).

Электрический заряд(см. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД) любой микросистемы и макроскопических тел всегда равен алгебраической сумме элементарных зарядов, входящих в систему, то есть целому кратному от величины е (или нулю).

Установленное в настоящее время значение абсолютной величины элементарного электрического заряда(см. ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД) составляет е = (4,8032068 0,0000015)^.10^-10 единиц СГСЕ, или 1,60217733^.10^-19Кл. Вычисленная по формуле величина элементарного электрического заряда, выраженная через физические константы, дает значение для элементарного электрического заряда: e = 4,80320419(21)^.10^-10, или: е =1,602176462(65)^. 10^-19Кл.

Считается, что этот заряд действительно элементарен, то есть он не может быть разделен на части, а заряды любых объектов являются его целыми кратными. Электрический заряд элементарной частицы является ее фундаментальной характеристикой и не зависит от выбора системы отсчета. Элементарный электрический заряд в точности равен величине электрического заряда электрона, протона и почти всех других заряженных элементарных частиц, которые тем самым являются материальными носителями наименьшего заряда в природе.

Существует положительный и отрицательный элементарный электрический заряд, причем элементарная частица и ее античастица имеют заряды противоположных знаков. Носителем элементарного отрицательного заряда является электрон, масса которого me = 9,11^.10^-31кг. Носителем элементарного положительного заряда является протон, масса которого mp = 1, 67^.10^-27кг.

Тот факт, что электрический заряд встречается в природе лишь в виде целого числа элементарных зарядов, можно назвать квантованием электрического заряда. Почти все заряженные элементарные частицы имеют заряд е^- или е⁺ (исключение — некоторые резонансы с зарядом, кратным е); частицы с дробными электрическими зарядами не наблюдались, однако в современной теории сильного взаимодействия — квантовой хромодинамике — предполагается существование частиц — кварков — с зарядами, кратными ¹/₃ е.

Элементарный электрический заряд не может быть уничтожен; этот факт составляет содержание закона сохранения электрического заряда на микроскопическом уровне. Электрические заряды могут исчезать и возникать вновь. Однако всегда возникают или исчезают два элементарных заряда противоположных знаков.

Величина элементарного электрического заряда является константой электромагнитных взаимодействий и входит во все уравнения микроскопической электродинамики.

наименьший по абс. значению из всех возможных положит. и отрицат. электрич. зарядов. Э. э. з. е = (1.60217733 ± 0.00000049)*10^-19 Кл (см. Кулон). Электрич. заряд любой частицы равен либо нулю (напр., заряд нейтрона), либо Э. э. з. (напр., заряды протона и электрона), либо кратен Э. э. э. (напр., заряды атомных ядер и ионов).

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД — (е) — одна из основных фундаментальных физ. постоянных, представляющая единичный по модулю электрический заряд (см. (4)), которым может обладать тело или элементарная частица (см.) в свободном состоянии. Элементарный электрический заряд равен заряду протона (см.) или модулю заряда электрона (см.): е = 1,602· 10~¹⁹ Кл (см. Кулон). Электрический заряд любой микрочастицы может быть равен (кратен) единичному электрическому заряду, составлять от него ±¹/₃ или ±²/₃ или может быть равен нулю. Почти все заряженные частицы имеют положительный или отрицательный заряд. Экспериментально установлено, что антикварки и кварки (см.) обладают дробными электрическими зарядами (±¹/₃ или ±²/₃) по отношению к единичному электрическому заряду.