Номер 1, страница 104 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. Опишите опыт, который показывает, что электрический заряд делится на части.

1. Опишите опыт, который показывает, что электрический заряд делится на части.

Для демонстрации делимости электрического заряда можно провести следующий опыт с использованием электрометра (или электроскопа) и двух одинаковых проводящих шариков на изолирующих подставках.

1. Зарядим один из шариков (назовем его А), например, прикоснувшись к нему наэлектризованной стеклянной палочкой. Шарик получит некоторый положительный заряд $q$.
2. Поднесем заряженный шарик А к стержню электрометра. Стрелка электрометра отклонится на определенный угол, что свидетельствует о наличии заряда. Запомним это отклонение.
3. Возьмем второй, такой же, но незаряженный шарик (назовем его B) и прикоснемся им к заряженному шарику А. Поскольку шарики одинаковые и проводящие, заряд $q$ перераспределится и разделится между ними поровну.
4. После разделения на каждом шарике (А и B) останется заряд, равный половине первоначального: $q/2$.
5. Снова поднесем шарик А к электрометру. Мы увидим, что стрелка прибора отклонится, но уже на меньший угол, чем в первый раз. Это доказывает, что заряд на шарике уменьшился.

Этот процесс можно повторить, прикасаясь к шарику А новыми незаряженными шариками, и каждый раз заряд на нем будет уменьшаться вдвое ($q/4$, $q/8$ и т.д.), что будет видно по уменьшающемуся отклонению стрелки электрометра. Таким образом, опыт наглядно показывает, что электрический заряд можно делить на части.

Ответ: Опыт с двумя одинаковыми проводящими шариками и электрометром, в ходе которого заряд одного шарика делится пополам при соприкосновении с другим незаряженным шариком, что фиксируется по уменьшению отклонения стрелки электрометра, доказывает делимость электрического заряда.

2. Имеет ли электрический заряд предел делимости?

Да, электрический заряд имеет предел делимости. Несмотря на то, что в описанном выше опыте мы могли делить заряд на части, этот процесс не бесконечен. Существует наименьшая, фундаментальная порция электрического заряда, которая не может быть разделена дальше. Эта порция называется элементарным электрическим зарядом.

Существование элементарного заряда было экспериментально доказано в опытах американского физика Роберта Милликена в начале XX века. Он установил, что заряд любого наэлектризованного тела всегда кратен (то есть является целым числом, умноженным на) элементарному заряду, который обозначается буквой $e$.

Таким образом, заряд любого тела $q$ можно выразить формулой:

$q = N \cdot e$

где $N$ — целое число (положительное или отрицательное), а $e$ — модуль элементарного заряда.

Элементарный заряд — это фундаментальная физическая константа, равная по модулю заряду электрона. Его значение составляет приблизительно:

$e \approx 1.602 \times 10^{-19}$ Кл.

Невозможно получить заряд, равный, например, $0.5e$ или $2.5e$. Заряд дискретен (квантован). Носителем наименьшего отрицательного заряда является электрон ($-e$), а наименьшего положительного — протон ($+e$).

Примечание: В современной физике элементарных частиц известно о существовании кварков, которые имеют дробные заряды (например, $+2/3 e$ и $-1/3 e$), однако они не существуют в свободном состоянии, а только в составе адронов (например, протонов и нейтронов), суммарный заряд которых всегда кратен $e$.

Ответ: Да, электрический заряд имеет предел делимости. Этот предел называется элементарным электрическим зарядом ($e$), и любой заряд является целым кратным этой величины.