Soluzioni
  • La carica di un elettrone, indicata con i simboli -e o -qe, equivale a -1,602176565×10-19 coulomb.

    -e \ = \ -1,602176565 \times 10^{-19} \mbox{ C}

    La carica dell'elettrone fu determinata accuratamente per la prima volta dal fisico statunitense R. A. Millikan tra il 1909 ed il 1912 in un esperimento condotto presso l'università di Chicago.

    Trattandosi di un valore ottenuto sperimentalmente non esiste un valore della carica dell'elettrone che possa considerarsi esatto. Ecco perché nei vari libri di testo si incontrano valori differenti che cambiano con l'aumentare delle cifre significative considerate.

    Carica elettrone e carica elementare

    Poiché la carica dell'elettrone è la più piccola osservata sperimentalmente, alcuni chiamano la carica dell'elettrone anche carica elementare.

    In questo modo si riferiscono alla carica di un elettrone usando indistintamente le due locuzioni carica dell'elettrone e carica elementare ed assegnano ad entrambe i simboli -e o -qe.

    Altri invece definiscono la carica elementare come la carica dell'elettrone cambiata di segno, o equivalentemente come il valore assoluto della carica dell'elettrone. Pertanto assegnano alla carica elementare i simboli e oppure qe, alla carica dell'elettrone i simboli -e o -qe ed indicano la carica del protone con +e o +qe.

    Carica elettrone nel sistema CGS

    Per le misure di carica elettrica il sistema CGS fa ricorso allo statcoulomb (statC), detto anche franklin (Fr) o unità di carica elettrostatica (esu).

    Ricordiamo la relazione seguente che esprime il legame tra coulomb ed esu:

    1 \mbox{ esu } \simeq \ 3,33564 \times 10^{-10} \mbox{ C}

    Grazie alla precedente equivalenza possiamo esprimere il valore della carica dell'elettrone in esu:

    \begin{align*}-e \ = & \ -1,602176565 \times 10^{-19} \mbox{ C } \simeq \\ \\ \simeq & \ \left[ \left(-1,602176565 \times 10^{-19}\right) : \left(3,33564 \times 10^{-10}\right) \right] \mbox{ esu } \simeq \\ \\ \simeq & \ -0,48032 \times 10^{-9} \mbox{ esu} \end{align*}

    Rapporto tra carica e massa elettrone

    Dividendo i due valori ben noti di carica e massa di un elettrone è semplicissimo trovarne il valore del rapporto.

    \frac{-e}{m_e} \ = \ \frac{-1,602176565 \times 10^{-19} \mbox{ C}}{9,1093826 \times 10^{-31} \mbox{ kg}} \ \simeq \ -1,7588 \times 10^{11} \ \frac{\mbox{C}}{\mbox{kg}}

    È però curioso sapere che il rapporto tra carica e massa di un elettrone fu trovato per la prima volta da Thomson in un esperimento col tubo catodico condotto nel 1897 e quindi qualche anno prima della scoperta del valore della carica dell'elettrone. ;)

    ***

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    Risposta di Galois
 
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