Tasa elemental

El término carga elemental se refiere a la cantidad de carga eléctrica. Se indica con y {\displaystyle e} y expresado en valor absoluto. Según el sistema internacional de 2019, su valor define la unidad del coulomb, y es igual a la carga elemental que corresponde a la carga del protón (positivo) y a la del electrón (negativo). En el sistema de unidades de medida llamado "unidades atómicas" es la unidad de medida de la carga eléctrica. Los protones y neutrones se componen de quark, partículas subatómicas que tienen cargas iguales a ±1/3 y ±2/3 de la carga elemental; hay otros ejemplos de carga fraccionada, debido a la interacción entre fonones y unidades de flujo.

El primer experimento destinado a medir la carga elemental fue el llevado a cabo por Millikan entre 1909 y 1917. El experimento consistió en cargar gotas microscópicas de aceite frotándolas a lo largo de un tubo y luego dejándolas caer en un campo eléctrico conocido. Por medio de un microscopio, se midió el tiempo de caída, teniendo en cuenta el empuje de Arquímedes y la fricción viscosa del aire, en ausencia y presencia del campo eléctrico. Estas medidas son útiles para tener una idea inicial del comportamiento de las gotas. Más tarde, se insertó una fuente de rayos X dentro del campo, que tienen la característica de ser ionizantes, es decir, "rasgar" electrones del material que pasan al azar. La pérdida de electrones por una gota causa un cambio en su movimiento dentro del campo eléctrico. Después de una larga recopilación de datos, Millikan descubrió que los cambios en el movimiento siempre ocurrían discretamente, es decir, con "saltos" a ciertos valores, en lugar de continuamente. Por lo tanto, era posible deducir que la carga es discreta, es decir, cuantizada en lugar de continua. El valor de esta carga se calculó entonces en lo que ahora se conoce como la carga elemental.

Constantes físicas

Unidades atómicas

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