Elektra ŝargo

Elektra ŝargo estas fundamenta konservita eco de materio. Materio kiu posedas ŝargon influiĝas de kaj produktas elektromagnetajn kampojn. La interagoj inter ŝargo kaj elektromagneta kampo estas la fonto de unu el la kvar fundamentaj fortoj.

Elektra ŝargo povas mezuriĝi rekte de elektrometro. Ĝia unuo estas kulombo. Observataj partikloj havas ŝargon kiu estas aŭ pozitiva aŭ negativa entjera oblo de la elementa ŝargo, kiu estas fundamenta fizika konstanto. La diskreta naturo de elektra ŝargo estis montrita de Robert Millikan en lia ole-guta eksperimento.

Plej multaj fizikistoj kredas ke hadronoj entenas kvarkojn, kies ŝargoj estas obloj de triono de la elementa ŝargo, sed ne povas rekte observiĝi krom en kombinaĵoj kiuj havas ŝargon kiu estas oblo de la elementa ŝargo.

Historio

Ŝargo estis malkovrita de la Antikvaj Grekoj kiuj trovis ke frotado de pelto sur variaj substancoj, tiel kiel sukceno, amasigis elektre ŝargan malevkilibron. La Grekoj ankaŭ notis ke ŝargitaj sukcenaj butonoj povis altiri malpezajn objektoj, tiel kiel haro. La Grekoj ankaŭ notis ke se ili frotis sukcenon sufiĉe daŭre ili povis saltigi sparkon. La vorto "elektro" devenas de ηλεκτρον, la greka vorto por sukceno.

Antau la 18-a jarcento, la studo de elektro popoulariĝis. Unu de la plejaj spertuloj estis Benjamin Franklin. Franklin imagis elektron esti speco de nevidebla fluidaĵo ĉeesta en ĉia materio. Li tezis ke interfrotado de izolaĵaj surfacoj kaŭzas ŝanĝon de loko de tiu ĉi fluidaĵo kaj ke fluo de tiu ĉi fluidaĵo konstituas elektran kurenton. Li ankaŭ tezis ke kiam materio entenis maltroan fluidaĵon ĝi estas "negative" ŝargita, kaj kiam ĝi entenis troan ĝi estas "pozitive" ŝargita. Arbitre (aŭ por kialo neregistrita) li identigis la terminon "pozitiva" kun la speco de ŝargo akiita de vitra stango frotita per silko kaj "negativa" kun tiu akirita de sukcena stango frotita per pelto.

Ni nun scias ke la modelo de Franklin estis tro simpla. Materio efektive konsistas el du specoj de elektro: partikloj nomitaj protonoj kiuj portas ŝargon de pozitiva elektro, kaj partikloj nomitaj elektronoj kiuj portas ŝargon de negativa elektro. Estas ankaŭ aliaj specoj de ŝargitaj elementaj partikloj. Anstataŭ unu ebla elektra kurento estas multaj: fluo de negativaj partikloj, fluo de pozitivaj partikloj, aŭ fluo de kaj negativaj partikloj kaj pozitivaj partikloj laŭ kontraŭaj direktoj. Por malpliigi komplekseco, elektraj laboristoj ankoraŭ uzas la Franklin-an konvencion kaj ili imagas ke elektra kurento (sciata kiel konvencia kurento) estas fluo de ekskluzive pozitivaj partikloj. La konvencia kurento simpligas elektraj konceptoj kaj kalkuloj, sed ĝi ignoras la fakto ke ene de kelkaj konduktantoj (elektrolitoj, semikonduktaĵoj, kaj plasmoj) du aŭ pli specoj de elektra ŝargo fluas laŭ kontraŭaj direktoj. La flua direkto por la Konvencia Kurento estas ankaŭ kontraŭen kompare al la efektiva elektrona drivo (averaĝa movo) okazanta dum elektraj kurentoj en metaloj.