Carica elettrica: differenze tra le versioni
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[[File:Bcoulomb.png|thumb|La [[bilancia di torsione]] di [[Charles Augustin de Coulomb|Coulomb]] usata per misurare la forza tra cariche elettriche.]]
In [[fisica]], la '''carica elettrica''' è una [[grandezza fisica scalare]] dotata di [[Segno (matematica)|segno]], ed è una proprietà fondamentale della [[Materia (fisica)|materia]]. La carica elettrica è un tipo di [[Carica (fisica)|carica]] ed è responsabile dell'[[interazione elettromagnetica]], essendo sorgente del [[campo elettromagnetico]].
La carica elettrica è una grandezza quantizzata, ossia essa esiste solo in forma di multipli di una quantità fondamentale: la carica dell'[[elettrone]], che viene definita come negativa ed indicata con −''e''. Nel [[Sistema internazionale di unità di misura]] l'unità di carica è il [[coulomb]] che corrisponde a circa 6,24 × <math>10^{18}</math> elettroni<ref>
:<math> -e = \frac{-1C}{6{,}24 \times 10^{18}} = -1{,}602176565 \times 10^{-19} \ \mathrm{C} </math>
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[[File:VFPt plus thumb.svg|upright=0.8|thumb|[[Campo elettrico]] indotto da una carica positiva.]]
[[File:VFPt minus thumb.svg|upright=0.8|thumb|Campo elettrico indotto da una carica negativa.]]
Se non si considerano i [[Quark (particella)|quark]], non è stato scoperto alcun oggetto che possiede una carica inferiore a quella dell'elettrone: per tale motivo il valore della sua carica è considerato l'unità di carica elettrica fondamentale, e tutte le quantità di carica sono multiple della carica dell'[[elettrone]]. Secondo il [[modello standard (fisica)|modello standard]] della [[fisica]], tuttavia, le cariche più piccole delle particelle sono ±''e''/3, ±2''e''/3 e ±''e'': ad esempio il [[quark down]] ha carica -''e''/3, il [[quark up]] ha carica 2''e''/3, mentre le loro [[antiparticella|antiparticelle]] hanno cariche opposte.
Gli altri quark, di massa maggiore, hanno comunque cariche ±''e''/3 oppure ±2''e''/3. Anche se i [[quark (particella)|quark]] trasportano una carica elettrica, osservare un quark libero richiede un'[[energia]] estremamente elevata che solo da poco è alla portata degli acceleratori di particelle, a causa dell'elevata intensità delle [[forza nucleare forte|interazioni nucleari forti]] che li tiene uniti. Si pensa sia possibile l'esistenza di un [[plasma di quark e gluoni]] liberi a circa 150 [[elettronvolt|GeV]], circa {{Exp|1|12}}[[Kelvin|K]]; i [[fisico|fisici]] cercano di ottenerlo facendo collidere tra loro [[nucleo atomico|nuclei]] pesanti, come l'[[oro]], ad energie di circa [[cento (numero)|100]] [[elettronvolt|GeV]] per [[nucleone]].
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=== L'elettrone ===
{{vedi anche|Elettrone}}
L'elettrone è una [[Particella elementare|particella subatomica]] che possiede una [[massa a riposo]] di {{M|9,109 382 6(16)|e=-31|k|grammo}}, pari a circa 1/1836 di quella del [[protone]]. Il [[momento angolare]] intrinseco, ovvero lo [[spin]], è un valore semi intero pari ad 1/2 in unità di [[costante di Planck|ħ]], che rende l'elettrone un [[fermione]], soggetto quindi al [[principio di esclusione di Pauli]]. L'[[antiparticella]] dell'elettrone è il [[positrone]], il quale si differenzia solo per la carica elettrica di segno opposto; quando queste due particelle collidono possono essere sia [[Scattering Bhabha|diffuse]] che [[Annichilazione|annichilite]] producendo [[fotoni]], più precisamente [[raggi gamma]].
L'idea di una quantità fondamentale di carica elettrica è stata introdotta dal [[filosofo]] [[Richard Laming]] nel [[1838]] per spiegare le [[Proprietà chimica|proprietà chimiche]] dell'[[atomo]];<ref name="arabatzis">{{cita|Arabatzis|pp. 70-74.|arabatzis}}</ref> il termine ''elettrone'' è stato successivamente coniato nel [[1894]] dal fisico [[irlanda|irlandese]] [[George Johnstone Stoney]], ed è stato riconosciuto come una particella da [[Joseph John Thomson]] e dal suo gruppo di ricerca.<ref>{{cita|Dahl|pp. 122-185.|dahl}}</ref><ref name="wilson">{{cita|Wilson|p. 138.|wilson}}</ref>
Successivamente il figlio [[George Paget Thomson]] ha dimostrato la duplice natura [[Particella elementare|corpuscolare]] e [[Onda (fisica)|ondulatoria]] dell'elettrone, che è quindi descritto dalla [[meccanica quantistica]] per mezzo del [[dualismo onda-particella]].
Gii elettroni, insieme ai [[protone|protoni]] e ai [[neutrone|neutroni]], sono parti della struttura degli [[atomi]] e, sebbene contribuiscano per meno dello 0,06% alla massa totale dell'atomo, sono responsabili delle sue proprietà [[chimica|chimiche]]; in particolare, la condivisione di elettroni tra due o più atomi è la sorgente del [[legame chimico]] [[legame covalente|covalente]].<ref name=Pauling>{{cita|Pauling|pp. 4-10.|Pauling}}</ref>
La maggior parte degli elettroni presenti nell'[[universo]] è stata creata durante il [[Big Bang]], sebbene tale particella possa essere generata tramite il [[decadimento beta]] degli [[Radionuclide|isotopi radioattivi]] e in collisioni ad alta energia, mentre può essere annichilita grazie alla collisione con il positrone e assorbita in un processo di [[nucleosintesi stellare]].
In molti fenomeni fisici, in particolare nell'[[elettromagnetismo]] e nella [[fisica dello stato solido]], l'elettrone ha un ruolo essenziale: è responsabile della [[conduzione elettrica|conduzione di corrente elettrica]] e del [[Conducibilità termica|calore]], il suo moto genera il [[campo magnetico]] e la variazione della sua energia è responsabile della produzione di [[fotoni]].
L'avvento dell'[[elettronica]], a partire dalla quale è nata l'[[informatica]], pone l'elettrone alla base dello sviluppo tecnologico del [[ventesimo secolo]]. Le sue proprietà vengono inoltre sfruttate in svariate applicazioni, come i [[Tubo a raggi catodici|tubi a raggi catodici]], i [[Microscopio elettronico|microscopi elettronici]], la [[radioterapia]] ed il [[laser]].
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[[Categoria:Spintronica]]
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