1*. Explique em palavras:
(b) Porque cargas elétricas são quantizadas? O que isso quer dizer?

Passo 1

O enunciado pede para explicar, em palavras, por que as cargas elétricas são quantizadas e o que isso significa. O conteúdo envolve conceitos de eletromagnetismo e física de partículas, em particular o fato de que a carga elétrica não varia de modo contínuo, mas em “pacotes” mínimos.

Passo 2

Quantizar uma grandeza significa permitir apenas valores discretos em vez de um espectro contínuo. No caso da carga elétrica, isso quer dizer que toda carga Q observada satisfaz
Q = n,e,
onde n é um número inteiro e e approx 1,602times10^-19,C é a carga elementar.

Passo 3

O experimento de Millikan, no início do século XX, mostrou que gotas de óleo ganhavam ou perdiam somente incrementos inteiros de e. Na teoria moderna, isso acontece porque a matéria é composta de partículas fundamentais—elétrons, prótons e quarks—que possuem sempre cargas fixas ( pm e, pm tfrac13e, pm tfrac23e), e quarks nunca aparecem isolados devido ao confinamento.

Passo 4

Na prática, a quantização de carga impede a existência de valores arbitrários de carga elétrica num objeto: você nunca encontrará uma carga de, por exemplo, 2,5times10^-19,C, pois sempre virá como múltiplo inteiro de e. Isso assegura a consistência das leis de Maxwell em nível microscópico e a estabilidade da matéria.

Resposta

Cargas elétricas são quantizadas porque só podem assumir valores discretos iguais a múltiplos inteiros da carga elementar e. Isso significa que não existem cargas “quebradas” entre esses múltiplos: toda carga observada é exatamente n,e com ninZ.

Exercícios relacionados