Carica elementare

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[modifica] Definizione

Il termine carica elementare si riferisce alla più piccola carica elettrica. Indicata con e, corrisponde alla carica trasportata da 1 elettrone; espressa in valore assoluto ed in Coulomb, è pari a: ^[1]

$e = 1,602\ 176\ 565(35)\times10^{-19} C$ .

secondo i risultati CODATA del 2010.

Ovviamente, nel caso del protone questa carica è positiva, anche se non esattamente coincidente, mentre per l'elettrone è negativa.

Nel sistema di unità di misura denominato Unità atomiche, è l'unità di misura della carica elettrica.

Ad eccezione dell'elettrone si è riscontrato che le altre particelle cariche possono esse scomposte in quark, particelle subatomiche che hanno cariche pari a ±1/3 e ±2/3 della carica elementare; esistono altri esempi di carica frazionaria, dovuti all'interazione tra fononi ed unità di flusso.

[modifica] Cenni storici

Il primo esperimento volto alla misura della carica elementare fu quello svolto da Millikan tra il 1909 e il 1917. L'esperimento consisteva nel caricare delle microscopiche gocce d'olio tramite strofinio lungo un tubo per poi lasciarle cadere entro un campo elettrico noto. Tramite un microscopio venne poi misurato il tempo di caduta delle gocce, tenuto conto della spinta d'Archimede e dell'attrito viscoso dell'aria, in assenza ed in presenza del campo elettrico. Queste misure sono utili per avere un'idea iniziale del comportamento delle gocce. In seguito sempre all'interno del campo venne inserita una sorgente di raggi X, che hanno la caratteristica di essere ionizzanti, ovvero di "strappare" elettroni al materiale che attraversano in modo casuale. La perdita di elettroni da parte di una goccia causa una variazione di moto della stessa all'interno del campo elettrico. Dopo una lunga raccolta dati Millikan riscontrò che le variazioni di moto avvenivano sempre in modo discreto, ovvero con "salti" in determinati valori, anziché in modo continuo. Fu così possibile dedurre che la carica è discreta, ovvero quantizzata anziché continua. Venne poi calcolato il valore di questa carica in quella oggi conosciuta.