Charge is Quantised — Q = Ne
اضبط شحنةً وراقبها وهي تُقسَم على الشحنة الأولية. فحين يخرج الناتج عددًا صحيحًا يُعرض عليك ذلك العدد من الإلكترونات؛ وحين لا يخرج كذلك يُعرض عليك كسر الإلكترون الذي لا يمكن أن يوجد.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- اسحب منزلق الشحنة وراقب N = Q/e وهي تتحدث معك
- اضغط 1.6×10⁻¹⁸ C للحصول على عدد صحيح نظيف من الإلكترونات
- اضغط 1.6×10⁻²⁰ C لترى شحنة أصغر من الكم نفسه
- اضغط 1.8×10⁻¹⁸ C لقيمة تنقسم إلى كسر ومن ثم فهي مستحيلة
ما الذي تلاحظه
- القيم الصحيحة لـN وحدها هي التي تقابل شحنة يمكن أن توجد فيزيائيًا
- 1.6 × 10⁻²⁰ C ستكون عُشر إلكترون واحد — أي دون الكم، فهي مستبعدة
- 1.8 × 10⁻¹⁸ C تنقسم إلى 11.25 إلكترونًا، والربع الفائض هو ما يجعلها مستحيلة
- أصغر شحنة مسموحة غير صفرية هي e نفسها، عند N = 1
- الشحنات الكبيرة لها N هائل إلى حدٍّ يتوقف عنده ظهور التكميم
الفيزياء وراءها
لا توجد الشحنة إلا في مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C، فتحقق أي شحنة قابلة للرصد Q = Ne حيث N عدد صحيح موجب. لذا فقسمة شحنة مقترحة على e اختبارٌ بقدر ما هي حساب: فـ1.6 × 10⁻¹⁸ C تعطي N = 10 وهي مسموحة، بينما 1.6 × 10⁻²⁰ C تتطلب عُشر إلكترون فلا يمكن أن تحدث. والكم صغير إلى حدٍّ يجعل التيارات اليومية تنطوي على N في نطاق 10¹⁸ فما فوق، ولهذا تبدو الشحنة متصلة خارج المعمل.