የክፍያ ባህሪያትን እንዘርዝር
2. የኤሌክትሪክ ክፍያ አለው የተለየ ተፈጥሮ
የመጀመሪያ ደረጃ ክፍያ
ኤሌክትሪክ. የኤሌክትሪክ ፍሰት መኖር ሁኔታዎች. የአሁኑ ጥንካሬ እና የአሁን ጥንካሬ
የኤሌክትሪክ ፍሰት የተሞሉ ቅንጣቶች አቅጣጫዊ እንቅስቃሴ ነው. በአዎንታዊ ኃይል የተሞሉ ቅንጣቶችን የመንቀሳቀስ አቅጣጫ የኤሌክትሪክ ፍሰት አቅጣጫ እንዲሆን ለማድረግ ስምምነት ላይ ተደርሷል። በተዘጋ ዑደት ውስጥ የኤሌክትሪክ ጅረት ቀጣይነት እንዲኖር የሚከተሉትን ሁኔታዎች መሟላት አለባቸው ።
በነጻ የሚሞሉ ቅንጣቶች (የአሁኑ ተሸካሚዎች) መኖር;
የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩ, በተሞሉ ቅንጣቶች ላይ የሚሠሩት ኃይሎች, በሥርዓት እንዲንቀሳቀሱ ያደርጋቸዋል;
የውጭ ኃይሎች በኤሌክትሮስታቲክ (ኮሎምብ) ኃይሎች ላይ ነፃ ክፍያዎችን የሚያንቀሳቅሱበት የአሁኑ ምንጭ መኖሩ።
የኤሌክትሪክ ጅረት የቁጥር ባህሪያት የአሁኑ ጥንካሬ I እና የአሁኑ እፍጋት j.
የአሁን ጥንካሬ በተወሰነ ጊዜ ውስጥ Δq በተቆጣጣሪው መስቀለኛ ክፍል ውስጥ ከሚያልፈው የኃይል መሙያ ሬሾ ጋር እኩል የሆነ scalar አካላዊ መጠን ነው
የአሁኑ የSI አሃድ ampere (A) ነው።
የአሁኑ ጥንካሬ እና አቅጣጫው በጊዜ ሂደት የማይለዋወጥ ከሆነ, የአሁኑ ጊዜ ቋሚ ይባላል.
የአሁኑ ጥግግት j የቬክተር አካላዊ ብዛት ነው, ሞጁሉ በመሪው ውስጥ ካለው የአሁኑ I ሬሾ እና ከመሪው መስቀል-ክፍል S ጋር እኩል ነው.
የአሁኑ ጥግግት SI አሃድ ampere ነው ስኩዌር ሜትር (A/m2)።
በሌንሶች ውስጥ የብርሃን ነጸብራቅ
ሌንስ በሁለት ጥምዝ ወይም ጥምዝ እና ጠፍጣፋ ነገሮች የታሰረ ገላጭ አካል ነው።
በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች ሌንሶች ክብ ቅርጽ ያላቸው ሌንሶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. አንድ ሌንስ ውፍረቱ d ትንሽ ከሆነ ከ R1 እና R2 የቦታው ከርቭ ራዲየስ ጋር ሲወዳደር ቀጭን ይባላል። አለበለዚያ ሌንሱ ወፍራም ይባላል. የሌንስ ዋናው የኦፕቲካል ዘንግ በገጾቹ ከርቫት ማዕከሎች ውስጥ የሚያልፍ ቀጥተኛ መስመር ነው። በቀጭን መነፅር የዋናው ኦፕቲካል ዘንግ መገናኛ ነጥቦች ከሁለቱም የሌንስ ንጣፎች ጋር ወደ አንድ ነጥብ O እንደሚዋሃዱ መገመት እንችላለን ፣ የሌንስ ኦፕቲካል ማእከል ይባላል። ቀጭን ሌንስ አንድ ዋና አውሮፕላን አለው፣ ለሁለቱም የሌንስ ገጽታዎች የተለመደ እና በሌንስ የጨረር ማእከል በኩል ከዋናው የጨረር ዘንግ ጋር ቀጥ ብሎ የሚያልፍ። በሌንስ ኦፕቲካል ማእከል ውስጥ የሚያልፉ ሁሉም ቀጥታ መስመሮች ከዋናው የጨረር ዘንግ ጋር የማይጣጣሙ የሌንስ ሁለተኛ ደረጃ የጨረር መጥረቢያዎች ይባላሉ። በሌንስ (ዋና እና ሁለተኛ ደረጃ) የኦፕቲካል ዘንጎች ላይ የሚጓዙ ጨረሮች የንቀት ስሜት አይሰማቸውም።
ቀጭን ሌንስ ቀመር፡
n21 = n2/n1፣ n2 እና n1 ለሌንስ ቁሳቁስ እና ለአካባቢው ፍፁም የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ሲሆኑ R1 እና R2 የፊት እና የኋላ (ከዕቃው አንፃር) የሌንስ ንጣፎች ፣ a1 እና a2 የጠመዝማዛ ራዲየስ ናቸው። ከዋናው የኦፕቲካል ዘንግ ጋር ባለው የሌንስ መሃከል ከኦፕቲካል የሚለካው የነገሩ እና የምስሉ ርቀቶች ናቸው።
እሴቱ የሌንስ የትኩረት ርዝመት ይባላል። በኦፕቲካል ማእከሉ በሁለቱም በኩል ባለው የሌንስ ዋና የኦፕቲካል ዘንግ ላይ ከኤፍ ጋር እኩል ርቀት ላይ ያሉ ነጥቦች የመስመሩ ዋና ፍላጐቶች ይባላሉ። በዋናው የሌንስ ፎሲ F1 እና F2 በኩል የሚያልፉት አውሮፕላኖች ከዋናው የጨረር ዘንግ ጋር ቀጥ ብለው የሚያልፉት የሌንስ ፎካል አውሮፕላኖች ይባላሉ። የሌንስ የትኩረት አውሮፕላኖች ጋር ሁለተኛ የጨረር መጥረቢያ መካከል መገናኛ ነጥቦች nazыvayut ሁለተኛ foci መካከል ሌንስ.
የትኩረት ርዝመት f >0 ከሆነ ሌንስ converging (positive) ይባላል። የትኩረት ርዝመቱ ረ ከሆነ ሌንስ diverging (negative) ይባላል<0.
ለ n2>n1, የመሰብሰቢያ ሌንሶች biconvex, plano-convex እና concave-convex (positive meniscus lenses) ናቸው, ከመሃል እስከ ጠርዝ ድረስ ቀጭን ይሆናሉ; የሚለያዩ ሌንሶች ቢኮንካቭ፣ ጠፍጣፋ-ኮንካቭ እና ኮንቬክስ-ኮንካቭ ሌንሶች (አሉታዊ menisci)፣ ከመሃል እስከ ጫፎቹ ድረስ ወፍራም ናቸው። ለ n2
የፕላንክ መላምት። ፎቶን እና ንብረቶቹ። የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት
የፕላንክ መላምት በታኅሣሥ 14 ቀን 1900 በማክስ ፕላንክ የቀረበ መላምት ሲሆን በሙቀት ጨረር ጊዜ የሚለቀቀው ኃይል ያለማቋረጥ ሳይሆን በተለያየ መጠን (ክፍል) ነው። እያንዳንዱ እንደዚህ ያለ የኳንተም ክፍል ከጨረር ድግግሞሽ ν ጋር የሚመጣጠን ሃይል አለው።
የት h ወይም የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት, በኋላ የፕላንክ ቋሚ ይባላል. በዚህ መላምት ላይ በመመስረት፣ በሰውነት ሙቀትና በዚህ አካል በሚወጣው ጨረሮች መካከል ያለውን ግንኙነት በንድፈ ሃሳብ የመነጨ ሃሳብ አቅርቧል - የፕላንክ ቀመር።
የፕላንክ መላምት በኋላ በሙከራ ተረጋግጧል።
የዚህ መላምት አሠራር የኳንተም ሜካኒክስ የተወለደበት ቅጽበት ተደርጎ ይቆጠራል።
ፎቶን ቁሳቁስ ፣ በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንተም (የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ተሸካሚ) ነው።
የፎቶን መሰረታዊ ባህሪዎች
1. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቅንጣት ነው።
2. በብርሃን ፍጥነት ይንቀሳቀሳል.
3. በእንቅስቃሴ ላይ ብቻ አለ.
4. ፎቶን ማቆም አይቻልም: ከብርሃን ፍጥነት ጋር እኩል በሆነ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል, ወይም አይኖርም; ስለዚህ የቀረው የፎቶን ብዛት ዜሮ ነው።
የፎቶን ኃይል;
እንደ አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ፣ ጉልበት ሁል ጊዜ እንደሚከተለው ሊሰላ ይችላል-
ስለዚህ, የፎቶን ብዛት.
የፎቶን ፍጥነት. የፎቶን ምት በብርሃን ጨረር ላይ ተመርቷል.
የሞገድ-ቅንጣት ድርብነት
በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ እና የኮምፕተን ተፅእኖ የኒውተንን ንድፈ ሃሳብ አረጋግጠዋል, እና የብርሃን ልዩነት እና ጣልቃገብነት ክስተቶች የ Huygens ጽንሰ-ሐሳብ አረጋግጠዋል.
ስለዚህ, በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ብዙ የፊዚክስ ሊቃውንት. ብርሃን ሁለት ባህሪያት አሉት ወደሚል መደምደሚያ ደርሰናል.
1. በሚሰራጭበት ጊዜ, የሞገድ ባህሪያትን ያሳያል.
2. ከቁስ አካል ጋር በሚገናኝበት ጊዜ, የሰውነት አካል ባህሪያትን ያሳያል. የእሱ ባህሪያት ወደ ሞገዶች ወይም ቅንጣቶች አይቀንሱም.
ትልቁ ቁ፣ የብርሃን የኳንተም ባህሪያቶች በይበልጥ ይገለጻሉ እና የማዕበል ባህሪያቶቹ ያነሰ ይገለጻል።
ስለዚህ, ሁሉም ጨረሮች ሁለቱም ሞገድ እና ኳንተም ባህሪያት አላቸው. ስለዚህ, ፎቶን እንዴት እንደሚገለጥ - እንደ ሞገድ ወይም እንደ ቅንጣት - በእሱ ላይ በተካሄደው ምርምር ተፈጥሮ ላይ የተመሰረተ ነው.
የራዘርፎርድ ሙከራዎች። የአቶም ፕላኔታዊ ሞዴል
በአቶም ውስጥ የአዎንታዊ ክፍያ እና የጅምላ ስርጭትን በሙከራ ለማጥናት፣ ራዘርፎርድ በ1906 α-particles በመጠቀም አቶምን መመርመርን ለመጠቀም ሐሳብ አቀረበ። የክብደታቸው መጠን ከኤሌክትሮን ጅምላ 8000 እጥፍ ያህል ነው፣ እና አዎንታዊ ቻርሳቸው ከኤሌክትሮን ቻርጅ ሁለት እጥፍ ጋር እኩል ነው። የአልፋ ቅንጣቶች ፍጥነት በጣም ከፍተኛ ነው: የብርሃን ፍጥነት 1/15 ነው. ራዘርፎርድ የከባድ ንጥረ ነገሮችን አተሞች በእነዚህ ቅንጣቶች ደበደበ። ኤሌክትሮኖች በዝቅተኛ ብዛታቸው ምክንያት የ α-ቅንጣትን አቅጣጫ በሚያስደንቅ ሁኔታ ሊለውጡ አይችሉም እና በፍጥነት ፍጥነታቸውን ሊቀይሩ አይችሉም። የ α-ቅንጣቶች መበታተን (የእንቅስቃሴ አቅጣጫ ለውጥ) ሊከሰት የሚችለው በአዎንታዊ ኃይል ባለው የአተም ክፍል ብቻ ነው። ስለዚህ, ከ α ቅንጣቶች መበታተን, በአተም ውስጥ ያለውን አዎንታዊ ክፍያ እና የጅምላ ስርጭትን ምንነት ማወቅ ይቻላል. ራዲዮአክቲቭ መድሀኒት ለምሳሌ ራዲየም በእርሳስ ሲሊንደር 1 ውስጥ ተቀምጧል፣ በዚያም ጠባብ ቻናል ተቆፍሯል። ከሰርጡ የተገኘ የ α-ቅንጣቶች ጨረር በጥናት ላይ ባለው ቁሳቁስ (ወርቅ ፣ መዳብ ፣ ወዘተ) በተሰራ ቀጭን ፎይል 2 ላይ ወደቀ። ከተበተኑ በኋላ, የ α-ቅንጣቶች በዚንክ ሰልፋይድ በተሸፈነ ገላጭ ማያ ገጽ 3 ላይ ወደቁ. የእያንዲንደ ቅንጣት ከስክሪኑ ጋር መጋጨቱ ከብርሃን ብልጭታ (scintillation) ጋር አብሮ ቀርቦ በአጉሊ መነጽር 4. አየሩ በሚወጣበት መርከብ ውስጥ ተዯርጓሌ።
በአንድ አቶም ውስጥ ሲሰራጭ፣ አወንታዊ ክፍያ የአልፋ ቅንጣትን ወደ ኋላ ለመጣል ኃይለኛ የኤሌክትሪክ መስክ መፍጠር አይችልም። ከፍተኛው አስጸያፊ ኃይል የሚወሰነው በኮሎምብ ሕግ ነው፡-
የት qα የ α ቅንጣት ክፍያ ነው; q የአቶም አወንታዊ ክፍያ ነው; r የራሱ ራዲየስ ነው; k - የተመጣጠነ ቅንጅት. አንድ ወጥ በሆነ መልኩ የተሞላ ኳስ የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ በኳሱ ላይ ከፍተኛ ሲሆን ወደ መሃል ሲቃረብ ወደ ዜሮ ይቀንሳል። ስለዚህ, ራዲየስ r ትንሽ, α-ቅንጣቶችን የሚመልስ ኃይል ይበልጣል. ይህ ጽንሰ-ሐሳብ በአልፋ ቅንጣቶች መበታተን ላይ የተደረጉ ሙከራዎችን ለማብራራት በጣም አስፈላጊ ይመስላል. ነገር ግን በዚህ ሞዴል መሰረት የአቶም መኖር, የመረጋጋት እውነታን ማብራራት አይቻልም. ከሁሉም በላይ የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ በኦርቢቶች ውስጥ በፍጥነት ይከሰታል ፣ እና በጣም ትልቅ። በማክስዌል የኤሌክትሮዳይናሚክስ ህግጋት መሰረት፣ የፈጣን ቻርጅ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን በኒውክሊየስ ዙሪያ ካለው አብዮት ድግግሞሽ ጋር እኩል የሆነ ድግግሞሽ ማመንጨት አለበት። የጨረር ጨረር ከኃይል ማጣት ጋር አብሮ ይመጣል. በላይኛው ከባቢ አየር ውስጥ ብሬክ በሚያደርግበት ጊዜ ሳተላይት ወደ ምድር እንደሚመጣ ሁሉ ኤሌክትሮኖች ሃይል በማጣት ወደ ኒውክሊየስ መቅረብ አለባቸው። በኒውቶኒያን መካኒኮች እና በማክስዌሊያን ኤሌክትሮዳይናሚክስ ላይ የተመሰረቱ ጥብቅ ስሌቶች እንደሚያሳዩት፣ ኤሌክትሮን በቸልተኝነት በአጭር ጊዜ ውስጥ ኒውክሊየስ ላይ መውደቅ አለበት። አቶም መኖር ማቆም አለበት።
በእውነቱ, እንደዚህ አይነት ነገር አይከሰትም. የጥንታዊ ፊዚክስ ህጎች በአቶሚክ ሚዛን ላይ ለሚታዩ ክስተቶች ተፈጻሚነት የላቸውም። ራዘርፎርድ የአቶምን የፕላኔቶች ሞዴል ፈጠረ፡ ኤሌክትሮኖች በኒውክሊየስ ዙሪያ ይሽከረከራሉ፣ ልክ ፕላኔቶች በፀሐይ ዙሪያ እንደሚዞሩ። ይህ ሞዴል ቀላል ነው, በሙከራ የተረጋገጠ ነው, ነገር ግን የአቶምን መረጋጋት አይገልጽም.
የሙቀት መጠን
የሙቀቱ መጠን በሙቀት ልውውጥ ሂደት ውስጥ አንድ አካል የሚቀበለው (ወይም የሚተው) ውስጣዊ የኃይል ለውጥ መለኪያ ነው.
ስለዚህ ሁለቱም ሥራ እና የሙቀት መጠን የኃይል ለውጥን ያመለክታሉ, ነገር ግን ከኃይል ጋር ተመሳሳይ አይደሉም. እነሱ የስርዓቱን ሁኔታ አይገልጹም, ነገር ግን ከአንዱ አይነት ወደ ሌላ (ከአንዱ አካል ወደ ሌላ) የኃይል ሽግግር ሂደትን ይወስናሉ, ግዛቱ ሲቀየር እና በሂደቱ ባህሪ ላይ በእጅጉ ይወሰናል.
በስራ እና በሙቀት መጠን መካከል ያለው ዋነኛው ልዩነት ሥራ የአንድን ስርዓት ውስጣዊ ኃይል የመቀየር ሂደትን የሚያመለክት ሲሆን ይህም ከአንድ ዓይነት ወደ ሌላ (ከሜካኒካዊ ወደ ውስጣዊ) የኃይል ለውጥ ጋር አብሮ የሚሄድ ነው. የሙቀቱ መጠን ከኃይል ለውጦች ጋር አብሮ ሳይሆን የውስጥ ኃይልን ከአንዱ አካል ወደ ሌላ (ከሞቃታማ ወደ አነስተኛ ሙቀት) የማስተላለፍ ሂደትን ያሳያል።
ልምድ እንደሚያሳየው የጅምላውን አካል ለማሞቅ የሚያስፈልገው የሙቀት መጠን ከ T1 እስከ የሙቀት መጠን T2 ባለው ቀመር ይሰላል ሐ የእቃው ልዩ የሙቀት አቅም;
የተወሰነ የሙቀት አቅም ያለው የSI ክፍል ጁል በኪሎግ ኬልቪን (ጄ/(ኪግ ኬ)) ነው።
የተወሰነ የሙቀት አቅም c በ 1 ኪ.ግ ለማሞቅ 1 ኪሎ ግራም የሚመዝን አካል መስጠት ካለበት የሙቀት መጠን ጋር በቁጥር እኩል ነው።
የሰውነት ሙቀት መጠን በ 1 ኪ የሙቀት መጠን ለመለወጥ ከሚያስፈልገው የሙቀት መጠን ጋር በቁጥር እኩል ነው።
የሰውነት ሙቀት አቅም SI አሃድ ጁል በኬልቪን (ጄ/ኬ) ነው።
በቋሚ የሙቀት መጠን ውስጥ ፈሳሽ ወደ እንፋሎት ለመለወጥ, የሙቀት መጠንን ማውጣት አስፈላጊ ነው
የት ኤል ልዩ የእንፋሎት ሙቀት ነው. በእንፋሎት በሚቀዘቅዝበት ጊዜ, ተመሳሳይ መጠን ያለው ሙቀት ይለቀቃል.
በሟሟ የሙቀት መጠን ውስጥ የጅምላ ክሪስታል አካልን ለማቅለጥ የሙቀት መጠንን ወደ ሰውነት ማሰራጨት አስፈላጊ ነው.
የት λ የውህደት ልዩ ሙቀት ነው. አንድ አካል ክሪስታላይዝ ሲፈጠር, ተመሳሳይ መጠን ያለው ሙቀት ይለቀቃል.
በጅምላ m ነዳጅ ሙሉ በሙሉ በሚቃጠልበት ጊዜ የሚወጣው የሙቀት መጠን ፣
የት q የተወሰነ የቃጠሎ ሙቀት ነው.
የልዩ የሙቀት መጠን የእንፋሎት፣ የማቅለጥ እና የማቃጠል የSI ክፍል ጁል በኪሎግራም (J/kg) ነው።
የኤሌክትሪክ ክፍያ እና ባህሪያቱ. አስተዋይነት። የመጀመሪያ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ. የኤሌክትሪክ ክፍያ ጥበቃ ህግ.
የኤሌክትሪክ ክፍያ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብርን የሚያመለክት አካላዊ መጠን ነው. አንድ አካል ከመጠን በላይ ኤሌክትሮኖች ካሉት በአሉታዊ መልኩ ይሞላል፣ እና ጉድለት ካለበት በአዎንታዊ ይሞላል።
የክፍያ ባህሪያትን እንዘርዝር
1. ሁለት ዓይነት ክፍያዎች አሉ; አሉታዊ እና አዎንታዊ. ልክ እንደ ክፍያዎች እንደሚስብ፣ ልክ እንደ ክሶች ማባረር። የአንደኛ ደረጃ ተሸካሚ, ማለትም. በጣም ትንሹ, አሉታዊ ክፍያ ኤሌክትሮን ነው, ክፍያው qe = -1.6 * 10-19 C, እና የጅምላ ሜ = 9.1 * 10-31 ኪ.ግ. የአንደኛ ደረጃ አወንታዊ ክፍያ ተሸካሚ ፕሮቶን qр=+1.6*10-19 C፣ mass mр=1.67*10-27kg ነው።
2. የኤሌክትሪክ ክፍያ አለው የተለየ ተፈጥሮ. ይህ ማለት የማንኛውም አካል ክፍያ የኤሌክትሮን ቻርጅ q=Nqe ብዜት ሲሆን N ኢንቲጀር ነው። ሆኖም ፣ እንደ አንድ ደንብ ፣ የአንደኛ ደረጃ ክፍያ በጣም ትንሽ ስለሆነ የክፍያውን ልዩነት አናስተውልም።
3. በገለልተኛ ስርዓት, i.e. አካላቸው ከውጭ አካላት ጋር ክሶችን በማይለዋወጥበት ስርዓት ውስጥ ፣የክሱ አልጀብራ ድምር ተጠብቆ ይቆያል (የክፍያ ጥበቃ ህግ)።
4. ኤል. ክፍያ ሁል ጊዜ ከአንድ አካል ወደ ሌላ አካል ሊተላለፍ ይችላል።
5. የ SI ክፍያው ክፍል coulomb (C) ነው። በትርጓሜ፣ 1 ኩሎም በ 1 A ጅረት በ 1 ሰከንድ ውስጥ በኮንዳክተሩ መስቀለኛ መንገድ ውስጥ ከሚፈሰው ክፍያ ጋር እኩል ነው።
6. የኤሌክትሪክ ክፍያ ጥበቃ ህግ.
በተዘጋ ስርዓት ውስጥ፣ ለማንኛውም መስተጋብር፣ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች የአልጀብራ ድምር ቋሚ ሆኖ ይቆያል።
ገለልተኛ (ወይም የተዘጋ) ስርዓት የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ከውጭ የማይገቡበት እና ከእሱ ያልተወገዱበት የአካል ክፍሎች ስርዓት እንለዋለን።
በየትኛውም ቦታ እና በተፈጥሮ ውስጥ ተመሳሳይ ምልክት ያለው የኤሌክትሪክ ኃይል አይታይም ወይም አይጠፋም. የአዎንታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ ገጽታ ሁል ጊዜ በእኩል አሉታዊ ክፍያ መልክ አብሮ ይመጣል። አወንታዊም ሆነ አሉታዊ ክፍያዎች በተናጥል ሊጠፉ አይችሉም ፣ እርስ በእርሳቸው ገለልተኛ መሆን የሚችሉት በሞጁል ውስጥ እኩል ከሆኑ ብቻ ነው።
የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው ሊለወጡ የሚችሉት በዚህ መንገድ ነው። ነገር ግን ሁልጊዜ የተከሰሱ ቅንጣቶች በሚወልዱበት ጊዜ, በተቃራኒው ምልክት ክሶች ጥንድ ጥንድ መልክ ይታያል. የበርካታ እንደዚህ አይነት ጥንዶች በአንድ ጊዜ መወለድም ሊከበር ይችላል። የተሞሉ ቅንጣቶች ይጠፋሉ, ወደ ገለልተኛነት ይለወጣሉ, እንዲሁም በጥንድ ብቻ. እነዚህ ሁሉ እውነታዎች የኤሌክትሪክ ክፍያን የመጠበቅ ህግን ጥብቅ አተገባበር በተመለከተ ምንም ጥርጥር የለውም.
የመጀመሪያ ደረጃ ክፍያ- ሊከፋፈል የማይችል ዝቅተኛ ክፍያ.
ሠ - = 1.6 · 10 - 19 cl (1.9)
ብዙ የኤሌክትሪክ ቀመሮች የ 4p የቦታ ሁኔታን ያካትታሉ. በተግባር አስፈላጊ በሆኑ ቀመሮች ውስጥ ለማስወገድ የኩሎምብ ህግ በሚከተለው ቅፅ ተጽፏል።
ስለዚህ (1.11)
ከ (1.12)
ሠ 0 - ተጠርቷል የኤሌክትሪክ ቋሚ.
§6: የአጭር ጊዜ እርምጃ ጽንሰ-ሐሳብ. የኤሌክትሪክ መስክ.
ልምዱ እንደሚያሳየው በኤሌክትሪካል ቻርጅ በተሞሉ እና በማግኔት የተደረደሩ አካላት እንዲሁም ኤሌክትሪክ ሞገድ በሚፈስባቸው አካላት መካከል ኤሌክትሮማግኔቲክ ወይም ኤሌክትሮዳይናሚክ ሃይሎች የሚባሉ ሃይሎች ይሰራሉ። የእነዚህን ኃይሎች ባህሪ በተመለከተ በሳይንስ ውስጥ ሁለት ተቃራኒ አመለካከቶች ቀርበዋል. ቀደም ሲል የነሱ (የረጅም ጊዜ እርምጃ ጽንሰ-ሀሳብ ተብሎ የሚጠራው) ምንም ዓይነት መካከለኛ የቁሳቁስ አማላጆች ሳይሳተፉ በርቀት ላይ ያሉ አካላት ቀጥተኛ እርምጃ በሚለው ሀሳብ ላይ የተመሠረተ ነበር። በተመሳሳይ ጊዜ, እንዲህ ዓይነቱ ድርጊት በቅጽበት እንደሚከሰት ያለ ማስረጃ ይታሰብ ነበር, ማለትም. ወሰን በሌለው ከፍተኛ ፍጥነት (v®¥)!? አዲስ አመለካከት፣ በአሁኑ ጊዜ በፊዚክስ ተቀባይነት ያለው፣ መስተጋብር የሚተላለፈው ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በሚባለው ልዩ የቁስ መካከለኛ (ይህ የአጭር ክልል ንድፈ ሐሳብ ተብሎ የሚጠራው) ነው ከሚለው ሃሳብ ነው። በዚህ ፅንሰ-ሀሳብ መሰረት, ከፍተኛው የመገናኛዎች ስርጭት ፍጥነት በቫኩም ውስጥ ካለው የብርሃን ፍጥነት ጋር እኩል ነው: v=c (c በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ነው). የረዥም ጊዜ እርምጃ ጽንሰ-ሀሳብ ሀሳቡን የወሰደው ከኒውተን የዩኒቨርሳል የስበት ትምህርት ነው። የሰለስቲያል ሜካኒኮች ግዙፍ ስኬቶች በሌላ በኩል ደግሞ የስበት ኃይል መንስኤዎችን በማናቸውም መንገድ ማስረዳት አለመቻላቸው ብዙ ሳይንቲስቶች የስበት ኃይል እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይላት ማብራሪያ አያስፈልጋቸውም ነገር ግን "በተፈጥሮ" ናቸው ወደሚል ሀሳብ አድርሰዋል። የቁስ ራሱ ባህሪያት. በሂሳብ አነጋገር የረዥም ጊዜ እርምጃ ጽንሰ-ሐሳብ ለላፕላስ, ጋውስ, ኦስትሮግራድስኪ, አምፕሬ እና ፖይስሶት ስራዎች ምስጋና ይግባውና ከፍተኛ ደረጃ ላይ ደርሷል. ይህ እስከ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ድረስ በአብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት ተከትሏል. ማይክል ፋራዳይ የተለየ አመለካከት ሲይዝ ብቻውን ነበር ማለት ይቻላል። እሱ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ አካላዊ ንድፈ ሐሳብ መስራች ነው። በፋራዳይ ጽንሰ-ሀሳብ መሠረት የአንድ አካል ተግባር በሌላው ላይ በቀጥታ በሚገናኝበት ጊዜ ሊከናወን ይችላል ወይም በመካከለኛ መካከለኛ ይተላለፋል። ስለዚህ ፋራዳይ የረጅም ርቀት እርምጃ ጽንሰ-ሀሳብ ዋና ዋና ነገሮች የሆኑትን ክፍያዎች እና ሞገዶችን ከማጥናት ትኩረቱን ትኩረቱን ወደ አከባቢ ጥናት አደረገ። በውስጡ የሚንቀሳቀሱ ኃይሎች ያሉት ይህ ቦታ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ይባላል.
የኤሌክትሪክ መስተጋብር በሚከተለው እቅድ መሰረት ይከናወናል.
ክፍያ ® መስክ ® ክፍያ,
እነዚያ። እያንዳንዱ ቻርጅ በራሱ ዙሪያ የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጥራል, ይህም በዚህ መስክ ውስጥ በሚገኙ ሌሎች ሁሉም የተሞሉ ቅንጣቶች ላይ በኃይል ይሠራል. ማክስዌል የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች በ "3 · 10 8 m / s በቫኩም ውስጥ በብርሃን ፍጥነት መስፋፋት አለባቸው. ይህ የአጭር ክልል ንድፈ ሃሳብን የሚደግፍ ዋና መከራከሪያ ነው። ስለ ኤሌክትሪክ መስክ ባህሪው ቁሳቁስ ነው ማለት እንችላለን, ማለትም. አለ እና ለእሱ ልዩ ባህሪያት አሉት. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ባህሪዎች መካከል የሚከተሉት ይገኙበታል ።
1. የኤሌትሪክ መስኩ የሚመነጨው በኤሌክትሪክ ክፍያዎች ሲሆን ሁሉንም ቦታ ይሞላል.
2. የኤሌክትሪክ መስክ በተወሰነ ኃይል ክፍያዎች ላይ ይሠራል.
የመስክ ሱፐር ቦታዎች መርህ. የመሙላት ብዛት።
መስኩ በቻርጅ q 1 እንዲፈጠር ያድርጉ. በራዲየስ ቬክተር የሚወሰነው ለተወሰነ የመስክ ነጥብ ከሆነ አር 12፣ በኮሎምብ ህግ መሰረት፣ ሬሾውን ይውሰዱ
ይህ ሬሾ ከአሁን በኋላ በሙከራ ክፍያ q 2 ላይ እንደማይመረኮዝ ግልጽ ነው እናም በ (1.13) በቀኝ በኩል ያለው አገላለጽ በክሱ q 1 የተፈጠረውን የመስክ ባህሪ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። ይህ መጠን ይባላል የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ኢ!
የቮልቴጅ መጠን ርቀት ላይ ያለው መስክ r ከክፍያ q ጋር እኩል ነው።
ውጥረት የቬክተር ብዛት ነው። በቬክተር መልክ ይህ ይመስላል
(1.15) ከግምት ውስጥ በማስገባት የኩሎምብ ህግ (1.4) እንደሚከተለው ሊፃፍ ይችላል፡-
ከ (1.17) ግልጽ ነው የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ከሚሠራው ኃይል ጋር እኩል ነው ነጠላ አዎንታዊክፍያ.
የውጥረት መጠን [E]=H/Kl
የሱፐር አቀማመጥ መርህ
ልምድ እንደሚያሳየው ለኤሌክትሪክ መስክ እውነት ነው የመስክ የበላይነት መርህ;
ከሆነ - በየትኛውም ቦታ ላይ በግለሰብ ክፍያዎች የተፈጠሩ የመስክ ጥንካሬዎች, በዚህ ተመሳሳይ ነጥብ ላይ ያለው ጥንካሬ ከጠንካራዎቹ ድምር ጋር እኩል ነው.
የት r i ከክፍያ q i ወደ ምልከታ ነጥብ የሚመራ ራዲየስ ቬክተር ነው።
ይህ መርህ እስከ ኒውክሌር መጠኖች r ~ 10 ድረስ የሚሰራ ነው። - 15 ሜ.
በ (1.18) ውስጥ ውጥረቶቹ ሲጨመሩ ትኩረትን እናሳያለን ቬክተር! ቀመሮችን (1.15) እና (1.18) በመጠቀም አንድ ሰው የተፈጠረውን የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ በነጥብ ክፍያዎች ብቻ ሳይሆን በማንኛውም ቅርጽ በተሞሉ አካላት ጭምር ማስላት ይችላል።
የመሙላት ብዛት።
የተሞላው አካል ትልቅ ከሆነ እና እንደ ነጥብ ክፍያ ሊቆጠር አይችልም, ከዚያም የኤሌክትሪክ ጥንካሬን ለማስላት. የዚህ አካል መስክ, በዚህ አካል ውስጥ ያሉትን ክፍያዎች ስርጭት ማወቅ ያስፈልጋል. ይህ ስርጭት በኤሌክትሪክ የሚሞሉ የቮልሜትሪክ እፍጋት ተብሎ በሚጠራ ተግባር ይገለጻል. A-priory፣ የቮልሜትሪክ ክፍያ ጥግግትተብሎ ይጠራል
የክፍያው ስርጭት ተግባር r የሚታወቅ ከሆነ እንደታወቀ ይቆጠራል = አር(x፣y፣z)።
ክፍያዎቹ በላዩ ላይ የሚገኙ ከሆነ, ከዚያ የወለል ክፍያ ጥግግት
s= s(x,y,z) ተግባር ከታወቀ በላይ ላይ ያሉ ክፍያዎች መከፋፈል እንደታወቀ ይቆጠራል።
ክፍያዎች በመስመሩ ላይ ከተከፋፈሉ, ከዚያ መስመራዊ ክፍያ ጥግግትይህም በትርጉሙ፡-
የቻርጅ ማከፋፈያው ተግባር t =t(x,y,z) የሚታወቅ ከሆነ እንደታወቀ ይቆጠራል።
§8: የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች. የአንድ ነጥብ ክፍያ የመስክ ጥንካሬ።
በእያንዳንዱ የጠፈር ቦታ ላይ ያለው ኃይለኛ ቬክተር የሚታወቅ ከሆነ የኤሌክትሪክ መስክ እንደታወቀ ይቆጠራል. በትንታኔም ሆነ በግራፊክ በመጠቀም አንድ መስክ በወረቀት ላይ ማዘጋጀት ወይም መወከል ትችላለህ የኤሌክትሪክ መስመር.
በሙከራ ውስጥ የሚታየው ማንኛውም የኤሌክትሪክ ክፍያ ሁልጊዜ የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ብዜት ነው የሚለው ግምት በ B. ፍራንክሊን በ 1752. ኤም ፋራዳይ በኤሌክትሮላይዝስ ላይ ላደረገው ሙከራ ምስጋና ይግባውና የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ዋጋ በ 1834 ተሰላ ነበር. ኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ በ1874 እንግሊዛዊ ሳይንቲስት ጄ. ስቶኒ ተጠቁሟል። በተጨማሪም የ "ኤሌክትሮን" ጽንሰ-ሐሳብ ወደ ፊዚክስ አስተዋወቀ እና የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ዋጋን ለማስላት ዘዴን አቅርቧል. የኤሌሜንታሪ ኤሌትሪክ ቻርጅ በሙከራ የተለካው በ1908 በአር.ሚሊካን ነው።
የማንኛውም ማይክሮ ሲስተም እና ማክሮስኮፒክ አካላት የኤሌክትሪክ ክፍያ ሁል ጊዜ በስርዓቱ ውስጥ ከተካተቱት የመጀመሪያ ደረጃ ክፍያዎች አልጀብራ ድምር ጋር እኩል ነው ፣ ማለትም ፣ የእሴቱ ኢንቲጀር ብዜት ሠ(ወይም ዜሮ)።
የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ ፍፁም ዋጋ በአሁኑ ጊዜ የተመሰረተው ዋጋ ነው። ሠ= (4, 8032068 0, 0000015) 10 -10 SGSE ክፍሎች, ወይም 1.60217733. 10 -19 ክፍል. ቀመሩን በመጠቀም የሚሰላው የአንደኛ ደረጃ ኤሌክትሪክ ክፍያ በአካላዊ ቋሚዎች የተገለፀው የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ ዋጋ ይሰጣል፡- ሠ= 4, 80320419 (21). 10 -10፣ ወይም፡ e =1, 602176462(65)። 10 -19 ክፍል.
ይህ ክፍያ በእውነት አንደኛ ደረጃ ነው ተብሎ ይታመናል ፣ ማለትም ፣ ወደ ክፍሎች ሊከፋፈል አይችልም ፣ እና የማንኛውም ዕቃዎች ክፍያዎች የኢንቲጀር ብዜቶች ናቸው። የኤሌሜንታሪ ቅንጣት የኤሌክትሪክ ክፍያ መሠረታዊ ባህሪው ነው እና በማጣቀሻ ፍሬም ምርጫ ላይ የተመካ አይደለም. የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ ከኤሌክትሮን ፣ ፕሮቶን እና ከሞላ ጎደል ሁሉም የሚሞሉ የኤሌሜንታሪ ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ኃይል ዋጋ ጋር እኩል ነው።
አወንታዊ እና አሉታዊ የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ቻርጅ አለ፣ እና ኤሌሜንታሪ ቅንጣቢ እና አንቲፓርቲሉ የተቃራኒ ምልክቶች ክፍያዎች አሏቸው። የኤሌሜንታሪ አሉታዊ ቻርጅ ተሸካሚ ኤሌክትሮን ነው፣ መጠኑም ነው። እኔ= 9፣11። 10 -31 ኪ.ግ. የአንደኛ ደረጃ አወንታዊ ክፍያ ተሸካሚው ፕሮቶን ነው ፣ የእሱ ብዛት mp= 1.67. 10 -27 ኪ.ግ.
የኤሌክትሪክ ክፍያ በተፈጥሮ ውስጥ የሚከሰተው በኤሌሜንታሪ ቻርጅ ኢንቲጀር ቁጥር መልክ ብቻ የመሆኑ እውነታ የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን (Quantization) ተብሎ ሊጠራ ይችላል. ሁሉም ማለት ይቻላል የተከሰሱ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ክፍያ አላቸው። ኢ -ወይም ሠ +( ልዩነቱ ከክፍያ ጋር ብዜት ከሆነው ጋር አንዳንድ ሬዞናንስ ነው። ሠ); ክፍልፋይ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ያላቸው ቅንጣቶች አልተስተዋሉም, ነገር ግን በዘመናዊው የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ - ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ - ቅንጣቶች መኖር - ኳርክስ - በ 1/3 የሚካፈሉ ክፍያዎች ይታሰባል. ሠ.
የመጀመሪያ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ ሊጠፋ አይችልም; ይህ እውነታ በአጉሊ መነጽር ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያን የመጠበቅ ህግ ይዘትን ያካትታል. የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ሊጠፉ እና እንደገና ሊታዩ ይችላሉ. ሆኖም፣ ሁለት የአንደኛ ደረጃ ክሶች ተቃራኒ ምልክቶች ሁልጊዜ ይታያሉ ወይም ይጠፋሉ።
የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ቋሚ ነው እና በሁሉም ጥቃቅን ኤሌክትሮዳይናሚክስ እኩልታዎች ውስጥ ይካተታል።
የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ መሠረታዊ አካላዊ ቋሚ ነው, የኤሌክትሪክ ክፍያ አነስተኛው ክፍል (ኳንተም). በግምት ጋር እኩል ነው።
e=1.602 176 565 (35) 10 ?19 ሐ
በአለምአቀፍ የዩኒቶች ስርዓት (SI). የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብርን ከሚገልጸው ጥሩ መዋቅር ቋሚ ጋር በቅርበት ይዛመዳል.
"በሙከራ የታየ ማንኛውም የኤሌክትሪክ ክፍያ ሁልጊዜ የአንደኛ ደረጃ ብዜት ነው"- ይህ ግምት በ 1752 በ B. ፍራንክሊን ነበር እና በመቀጠልም በተደጋጋሚ በሙከራ ተፈትኗል። የአንደኛ ደረጃ ክፍያ በሙከራ የተለካው በ1910 ሚሊካን ነው።
የኤሌክትሪክ ክፍያ በተፈጥሮ ውስጥ የሚከሰተው በኤሌሜንታሪ ቻርጅ ኢንቲጀር ቁጥር መልክ ብቻ የመሆኑ እውነታ የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን (Quantization) ተብሎ ሊጠራ ይችላል. በተመሳሳይ ጊዜ, በክላሲካል ኤሌክትሮዳይናሚክስ ውስጥ ክፍያ የውጪ መለኪያ እንጂ ተለዋዋጭ ተለዋዋጭ ስላልሆነ ለክፍያ መጠናቸው ምክንያቶች ጥያቄ አልተብራራም. ክሱ ለምን በቁጥር መቆጠር እንዳለበት አጥጋቢ ማብራሪያ እስካሁን አልተገኘም ነገር ግን በርካታ አስደሳች ምልከታዎች ቀድሞውኑ ተገኝተዋል።
- · በተፈጥሮ ውስጥ መግነጢሳዊ ሞኖፖል ካለ፣ እንደ ኳንተም ሜካኒክስ፣ መግነጢሳዊ ክፍያው ከተመረጠው ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ጋር በተወሰነ ሬሾ ውስጥ መሆን አለበት። ከዚህ በመነሳት የማግኔት ሞኖፖል መኖር ብቻ የቻርጅ መጠን መጨመርን ይጨምራል። ነገር ግን በተፈጥሮ ውስጥ መግነጢሳዊ ሞኖፖልን ማግኘት አልተቻለም።
- · በዘመናዊ ቅንጣት ፊዚክስ፣ ሁሉም የሚታወቁ መሠረታዊ ቅንጣቶች ቀላል የሆኑ አዲስ፣ እንዲያውም ይበልጥ መሠረታዊ የሆኑ ቅንጣቶች የሆኑባቸው ሌሎች ሞዴሎች እየተዘጋጁ ናቸው። በዚህ ሁኔታ ፣ የተመለከቱት ቅንጣቶች ክፍያ መጠን “በግንባታ” ስለሚነሳ የሚያስደንቅ አይመስልም።
እንዲሁም ሁሉም የተመለከቱት ቅንጣቶች መለኪያዎች በአንድ የተዋሃደ የመስክ ንድፈ ሃሳብ ማዕቀፍ ውስጥ ሊገለጹ ይችላሉ, አቀራረቦች በአሁኑ ጊዜ እየተዘጋጁ ናቸው. በእንደዚህ ዓይነት ንድፈ ሐሳቦች ውስጥ የንጥሎች የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን እጅግ በጣም አነስተኛ ከሆኑ መሠረታዊ መለኪያዎች ሊሰላ ይገባል, ምናልባትም ከቦታ-ጊዜ መዋቅር እጅግ በጣም አጭር ርቀት ጋር የተያያዘ ሊሆን ይችላል. እንዲህ ዓይነቱ ንድፈ ሐሳብ ከተገነባ እንደ ኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ኃይል የምንመለከተው የተወሰነ የቦታ-ጊዜ ልዩነት ይሆናል። ይህ አቀራረብ ለምሳሌ ያህል, ኤስ ቢልሰን-ቶምፕሰን ሞዴል, ውስጥ, መደበኛ ሞዴል fermions እንደ ጠለፈ ውስጥ ጠለፈ ቦታ-ጊዜ ሦስት ሪባን, እና የኤሌክትሪክ ክፍያ (ይበልጥ በትክክል, አንድ ሦስተኛ እንደ መተርጎም ነው). የእሱ) በ 180 ° ከተጠማዘዘ ሪባን ጋር ይዛመዳል. ይሁን እንጂ እንደነዚህ ያሉ ሞዴሎች ውበት ቢኖራቸውም, በዚህ አቅጣጫ የተወሰኑ በአጠቃላይ ተቀባይነት ያላቸው ውጤቶች ገና አልተገኙም.
የመጀመሪያ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ የመጀመሪያ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ
(ሠ), አነስተኛው የኤሌክትሪክ ክፍያ, አዎንታዊ ወይም አሉታዊ, መጠኑ ሠ≈4.8 · 10 -10 SGSE ክፍሎች, ወይም 1.6 · 10 -19 Cl. ሁሉም ማለት ይቻላል የተከሰሱ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ክፍያ + አላቸው። ሠወይም - ሠ( ልዩነቱ ከክፍያ ጋር ብዜት ከሆነው ጋር አንዳንድ ሬዞናንስ ነው። ሠ); ክፍልፋይ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ያላቸው ቅንጣቶች አልተስተዋሉም, ነገር ግን በዘመናዊው የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ - ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ - የኳንኮች መኖር ይታሰባል - የ 1/3 ብዜት የሆኑ ክፍያዎች ያላቸው ቅንጣቶች. ሠ.
የመጀመሪያ ደረጃ ኤሌክትሪክ ክፍያየመጀመሪያ ደረጃ ኤሌክትሪክ ክፍያ ሠ), ዝቅተኛው የኤሌክትሪክ ክፍያ, አዎንታዊ ወይም አሉታዊ, ከኤሌክትሮኖል ክፍያ ጋር እኩል ነው.
በሙከራ ውስጥ የሚስተዋለው ማንኛውም የኤሌትሪክ ክፍያ ሁልጊዜ የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ብዜት ነው የሚለው ግምት በቢ ፍራንክሊን ተገልጿል (ሴሜ.ፍራንክሊን ቤንጃሚን)በ 1752 ለኤም ፋራዳይ ሙከራዎች ምስጋና ይግባውና (ሴሜ.ፋራዳይ ሚካኤል)በኤሌክትሮላይዜስ መሰረት, የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ዋጋ በ 1834 ይሰላል. የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ኃይል መኖሩንም በ 1874 በእንግሊዛዊው ሳይንቲስት ጄ. ስቶኒ ተጠቁሟል. በተጨማሪም የ "ኤሌክትሮን" ጽንሰ-ሐሳብ ወደ ፊዚክስ አስተዋወቀ እና የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ዋጋን ለማስላት ዘዴን አቅርቧል. ለመጀመሪያ ጊዜ የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ በ R. Millikan በሙከራ ተለካ (ሴሜ.ሚልከን ሮበርት አንድሪስ)በ1908 ዓ.ም
በተፈጥሮ ውስጥ የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ጭነት ቁሳቁስ ተሸካሚዎች የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ናቸው። (ሴሜ.የመጀመሪያ ደረጃ ክፍሎች).
የኤሌክትሪክ ክፍያ (ሴሜ.የኤሌክትሪክ ክፍያ)የማንኛውም ማይክሮ ሲስተም እና ማክሮስኮፒክ አካላት ሁል ጊዜ በስርአቱ ውስጥ ከተካተቱት የአንደኛ ደረጃ ክፍያዎች አልጀብራ ድምር ጋር እኩል ናቸው፣ ማለትም፣ የእሴቱ ኢ (ወይም ዜሮ) ኢንቲጀር ብዜት።
የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ ፍፁም ዋጋ በአሁኑ ጊዜ የተመሰረተው እሴት (ሴሜ.የመጀመሪያ ደረጃ ኤሌክትሪክ ክፍያ)ኢ = (4.8032068 0.0000015) ነው። 10 -10 SGSE ክፍሎች, ወይም 1.60217733. 10 -19 ክፍል. በአካላዊ ቋሚዎች የተገለፀው ቀመርን በመጠቀም የሚሰላው የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ ዋጋ ለኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ ዋጋ ይሰጣል e = 4.80320419 (21) . 10 -10፣ ወይም፡ e = 1.602176462(65)። 10 -19 ክፍል.
ይህ ክፍያ በእውነት አንደኛ ደረጃ ነው ተብሎ ይታመናል ፣ ማለትም ፣ ወደ ክፍሎች ሊከፋፈል አይችልም ፣ እና የማንኛውም ዕቃዎች ክፍያዎች የኢንቲጀር ብዜቶች ናቸው። የኤሌሜንታሪ ቅንጣት የኤሌክትሪክ ክፍያ መሠረታዊ ባህሪው ነው እና በማጣቀሻ ፍሬም ምርጫ ላይ የተመካ አይደለም. የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ ከኤሌክትሮን ፣ ፕሮቶን እና ከሞላ ጎደል ሁሉም የሚሞሉ የኤሌሜንታሪ ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ኃይል ዋጋ ጋር እኩል ነው።
አወንታዊ እና አሉታዊ የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ቻርጅ አለ፣ እና ኤሌሜንታሪ ቅንጣት እና አንቲፓርቲሉ ተቃራኒ ምልክቶች አሉት። የኤሌሜንታሪ ኔጌቲቭ ቻርጅ ተሸካሚ ኤሌክትሮን ሲሆን መጠኑ እኔ = 9.11 ነው። 10 -31 ኪ.ግ. የአንደኛ ደረጃ አወንታዊ ክፍያ ተሸካሚ ፕሮቶን ሲሆን መጠኑ mp = 1.67 ነው። 10 -27 ኪ.ግ.
የኤሌክትሪክ ክፍያ በተፈጥሮ ውስጥ የሚከሰተው በኤሌሜንታሪ ቻርጅ ኢንቲጀር ቁጥር መልክ ብቻ የመሆኑ እውነታ የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን (Quantization) ተብሎ ሊጠራ ይችላል. ከሞላ ጎደል ሁሉም የተከሰሱ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ክፍያ አላቸው e - ወይም e + (ልዩነቱ የ e ብዜት የሆነ ክፍያ ጋር አንዳንድ resonances ነው); ክፍልፋይ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ያላቸው ቅንጣቶች አልተስተዋሉም, ነገር ግን በዘመናዊው የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ - ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ - ቅንጣቶች መኖር - ኳርክስ - በ 1/3 የሚካፈሉ ክፍያዎች ይታሰባል. ሠ.
የመጀመሪያ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ ሊጠፋ አይችልም; ይህ እውነታ በአጉሊ መነጽር ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያን የመጠበቅ ህግ ይዘትን ያካትታል. የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ሊጠፉ እና እንደገና ሊታዩ ይችላሉ. ሆኖም፣ ሁለት የአንደኛ ደረጃ ክሶች ተቃራኒ ምልክቶች ሁልጊዜ ይታያሉ ወይም ይጠፋሉ።
የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ቋሚ ነው እና በሁሉም ጥቃቅን ኤሌክትሮዳይናሚክስ እኩልታዎች ውስጥ ይካተታል።