Beberapa data historis yang disajikan pada artikel sebelumnya menunjukkan bahwa sebenarnya melakukan eksperimen untuk menunjukkan keberadaan muatan listrik dan gaya listrik cukup sederhana.
Kami akan menyatakan di sini sebagai ringkasan kesimpulan yang dicapai oleh Franklin, yaitu:
Muatan listrik adalah sifat fisik materi
Seperti halnya massa, muatan listrik adalah sifat intrinsik materi. Dan pengamatan eksperimental memungkinkan penemuan sifat penting yang dimiliki muatan listrik (sama dengan massa).
- Muatan listrik menciptakan dan tunduk pada gaya listrik, yang mudah diamati dalam eksperimen elektrisasi.
- Muatan listrik tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Prinsip kekekalan muatan listrik
Sehubungan dengan pernyataan sebelumnya, ketika sebuah benda dialiri listrik oleh gesekan, misalnya, keadaan elektrifikasi akhir adalah karena transfer muatan dari satu objek ke objek lain, tanpa penciptaan muatan dalam prosesnya.
Oleh karena itu jika salah satu benda memberikan muatan negatif kepada yang lain, benda itu akan bermuatan positif, dengan jumlah muatan yang sama diberikan kepada yang lain. Pengamatan ini sesuai dengan pengamatan bahwa materi itu netral, yaitu tanpa muatan berlebih, mengandung jumlah muatan positif (inti atom) dan muatan negatif (elektron) yang sama.
Kami kemudian akan menetapkan prinsip kekekalan muatan listrik
Sebagai contoh kita dapat menyebutkan apa yang disebut proses pemusnahan antara elektron, muatan -e dan antipartikelnya, positron, dengan muatan + e . Ketika mereka mendekati, dua partikel-partikel ini bisa menghilang berasal sepasang sinar gamma , partikel tanpa massa dan tanpa biaya tapi dengan energi tinggi. Proses tersebut dapat diwakili oleh:
Mari kita amati bahwa muatan total sebelum dan sesudah proses adalah nol, oleh karena itu dilestarikan.
Contoh menarik lainnya terjadi pada bintang dan dikenal sebagai fusi. Dalam hal ini, dua inti deuterium (hidrogen berat 2 H), tersusun 1p dan 1n menyatu dengan dua kemungkinan terakhir yaitu;
Yang pertama, hasilnya adalah inti tritium 3 H , yang memiliki 1p dan 2n . Yang kedua, isotop Helium 3 He dihasilkan, yang memiliki 2p dan 1n . Dalam kedua kemungkinan, jumlah akhir muatan adalah + 2e , identik dengan keadaan awal.
Kuantisasi muatan listrik
Pada abad ke-18, muatan listrik dianggap sebagai fluida kontinu, sedangkan pada awal abad ke-20, Millikan menemukan bahwa fluida listrik tidak kontinu dan, ya, bahwa muatan listrik dibentuk oleh kelipatan bilangan bulat dari muatan dasar.. e , yaitu, muatan q dari objek tertentu yang dapat ditulis sebagai:
q = ne
dimana n = 1, 2, 3,…
e sama dengan nilai 1,60 x 10 -19 dan menjadi salah satu konstanta dasar alam.
Kami kemudian dapat mengatakan bahwa muatan listrik ada dalam paket diskrit atau dalam istilah cararn bahwa itu “terkuantisasi”, tidak dapat mengambil nilai apa pun.
Semua benda di alam mengandung muatan. Sementara itu, dalam banyak kasus kita tidak dapat memahaminya. Hal ini disebabkan fakta bahwa benda mengandung jumlah yang sama dari dua jenis muatan: muatan positif dan muatan negatif (seperti yang ditetapkan oleh Franklin).
Dengan demikian, kesetaraan mengarah pada keseimbangan muatan dan kami mengatakan bahwa benda-benda netral secara listrik, yaitu, mereka tidak memiliki muatan cair. Di sisi lain, jika keseimbangan terganggu, kita mengatakan bahwa itu dialiri listrik, maka muatan listrik akan ada dan tubuh akan dapat berinteraksi secara elektrik.
Pengalaman lain dari zaman Millikan menunjukkan bahwa elektron memiliki muatan –e dan proton + e yang memastikan bahwa atom bersifat netral karena memiliki jumlah proton yang sama dengan elektron.
Tabel di bawah ini merangkum muatan dan massa konstituen atom yang paling menarik.