Номер 2, страница 113 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 2. Электрические явления. Параграф 30. Делимость электрического заряда. Электрон. Вопросы после параграфа - номер 2, страница 113.

Условие.

2. Имеет ли электрический заряд предел делимости?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Да, электрический заряд имеет предел делимости. Это фундаментальное свойство называется квантованием электрического заряда. Оно заключается в том, что в природе существует минимальная, неделимая порция электрического заряда, называемая элементарным зарядом.

Любой электрический заряд $q$, существующий в свободном состоянии, всегда кратен этому элементарному заряду, обозначаемому буквой $e$:
$q = n \cdot e$
где $n$ — целое число ($n = 0, \pm1, \pm2, ...$).

Величина элементарного заряда является одной из фундаментальных физических постоянных и равна приблизительно:
$e \approx 1.602 \times 10^{-19}$ Кл

Носителями элементарного заряда являются элементарные частицы. Например, электрон обладает зарядом $-e$, а протон — зарядом $+e$. Впервые дискретность электрического заряда была экспериментально доказана в опытах Роберта Милликена в начале XX века.

Стоит отметить, что в современной физике элементарных частиц известно о существовании кварков — составных частей протонов и нейтронов. Кварки обладают дробным электрическим зарядом, например, $+ \frac{2}{3}e$ (у u-кварка) и $- \frac{1}{3}e$ (у d-кварка). Однако кварки не существуют в свободном состоянии из-за явления, называемого конфайнментом (удержанием цвета). Они всегда объединены в группы (адроны), суммарный заряд которых является целым кратным элементарному заряду. Например:

• Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка, и его заряд равен $(+ \frac{2}{3}e) + (+ \frac{2}{3}e) + (- \frac{1}{3}e) = +1e$.
• Нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков, и его заряд равен $(+ \frac{2}{3}e) + (- \frac{1}{3}e) + (- \frac{1}{3}e) = 0$.

Таким образом, несмотря на существование частиц с дробным зарядом, предел делимости для свободно существующих зарядов остается равным элементарному заряду $e$.

Ответ: Да, электрический заряд имеет предел делимости. Этот предел называется элементарным зарядом ($e \approx 1.602 \times 10^{-19}$ Кл). Любой заряд, который можно наблюдать в свободном состоянии, является целым кратным этой величине. Хотя существуют частицы (кварки) с дробным зарядом, они не встречаются в свободном виде.