Sysop: + NEW

2025-04-01T11:34:07Z

+ NEW

Nová stránka

'''Elementární náboj''' je nejmenší možný [[elektrický náboj]] jedné volné [[částice]], obvykle značený <big>\(e\)</big>. Elementární (elektrický) náboj je roven velikosti elektrického náboje [[Proton|protonu]] (resp. [[Absolutní hodnota|absolutní hodnotě]] náboje [[elektron]]u, jehož náboj je roven <big>\(-1e\)</big>). [[Elektron]] má záporný elementární náboj, [[proton]] má kladný elementární náboj. Elektrický náboj se tak může přenášet nebo měnit pouze po celistvých násobcích této hodnoty. (U [[Kvark|kvarků]] se sice předpokládají hodnoty <big>\(\frac{1}{3}e\)</big>'','' resp. <big>\(\frac{2}{3}e\)</big>'','' tyto částice ale zatím nebyly pozorovány jako volné.)<ref>{{Citace elektronické monografie
| titul = ELEMENTÁRNÍ ELEKTRICKÝ NÁBOJ
| url = http://artemis.osu.cz/mmfyz/am/am_1_3_2.htm
| vydavatel = Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity
| datum přístupu = 2022-08-26
}}</ref>

== Značení a hodnota ==
* Značka [[fyzikální veličina|veličiny]]: ''e''
* Po redefinici SI je od r. 2019 jeho hodnota pevně stanovenou konstantou
** <big>\(e = 1,602176634 \cdot 10^{-19} \mathrm{C}\)</big> (přesně)<ref name=CODATA_2018>''Fundamental Physical Constants; 2018 CODATA recommended values''. NIST, květen 2019. [https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html Dostupné online], [https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Category?view=pdf&All+values.x=82&All+values.y=14 PDF] (anglicky)</ref>

== Vlastnosti ==
* Elementární náboj je nejmenší, dále nedělitelný elektrický náboj. Někdy se také hovoří o '''kvantování elektrického náboje''', popř. o '''zákonu kvantování elektrického náboje'''.
* Elektrický náboj každého [[těleso|tělesa]] je [[celé číslo|celočíselným]] ''násobkem'' elementárního náboje.
* U běžných [[Elektrování tělesa|zelektrovaných těles]] se toto ''kvantování'' elektrického náboje neprojeví kvůli velkému množství částic a tedy značné „jemnosti“ celkového náboje. To nás opravňuje přiřazovat celkovému náboji [[Těleso|makroskopického tělesa]] hodnoty, které nemusí být celočíselným násobky elementárního náboje.

== Zlomkové hodnoty elementárního náboje ==
* [[Hadron]]ové částice jsou v současném pojetí popisovány jak vázané stavy [[kvark]]ů (antikvarků), které nesou náboj s třetinovou či dvoutřetinovou hodnotou elementárního náboje.
* Některé [[částice#Kvazičástice|kvazičástice]] (jakožto makroskopický ekvivalent popisu kolektivního kvantového chování) látek, mohou také nést efektivní náboj rovný zlomkové hodnotě (tedy víceméně libovolného [[racionální číslo|racionálního]] násobku) elementárního náboje. Typickým případem je zlomkové kvantování [[elektrický proud|elektrického proudu]] při [[Kvantový Hallův jev|zlomkovém kvantovém Hallovu jevu]].

== Elementární náboj v kvantové teorii pole ==
V kvantové teorii pole udává elementární náboj efektivní sílu elektromagnetické interakce. V lagrangiánu interakce
:<big>\(\mathcal{L}=\bar\psi(i\gamma^\mu D_\mu-m)\psi -\frac{1}{4}F_{\mu\nu}F^{\mu\nu}\)</big>
vystupuje prostřednictvím kalibrační kovariantní derivace
:<big>\(D_\mu \equiv \partial_\mu+ieA_\mu \,\!\)</big>.
<big>\(A_\mu\)</big> zde značí kovariantní čtyřpotenciál elektromagnetického pole, <big>\(F_{\mu\nu} = \partial_\mu A_\nu - \partial_\nu A_\mu \,\!\)</big> z něj vytvořený tenzor elektromagnetického pole.

Efektivní síla elektromagnetické interakce se častěji udává pomocí vazebné konstanty interakce:
:<big>\( \alpha_\mathrm{e} = \frac{e ^2}{4\pi\varepsilon_0 \hbar c}\)</big>, známé jako [[konstanta jemné struktury]].

Pro elementární náboj resp. konstantu jemné struktury však platí, že představují efektivní elektrický náboj částic s jednotkovým nábojem resp. vazebnou konstantu interakce na makroskopických vzdálenostech, tedy se započtením plného stínění vznikajícího [[polarizace vakua|polarizací vakua]]. Efektivní hodnota síly interakce však roste s předávaným čtyřimpulsem, což lze názorně interpretovat tak, že se výměna virtuálních fotonů odehrává blíže u nabitých částic, kde je polarizace vakua menší.
Se zvyšováním hodnoty čtyřimpulsu předávaného při interakci tak vazebná konstanta interakce i efektivní hodnota náboje interagující částice rostou a nejsou již rovny hodnotám konstanty jemné struktury a elementárního náboje.
;Příklad
Pro předávanou hybnost ''m''Z''[[Rychlost světla|c]]'' (''m''Z je klidová hmotnost intermediálního bosonu Z) odpovídající vzdálenosti řádově 10−19  m nabývá vazebná konstanta elektromagnetické interakce hodnoty (v tradičním reciprokém vyjádření):<ref name="PDG GUT_2015">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Olive
| jméno = K. A.
| spoluautoři = ''et al.'' ([[Particle Data Group]])
| titul = The Review of Particle Physics
| periodikum = Chinese Physics C
| rok vydání = 2014
| měsíc vydání = srpen
| den vydání = 21
| ročník = 38
| typ ročníku = svazek
| číslo = 9:090001
| kapitola = 16. Grand unified theories
| url = http://www-pdg.lbl.gov/2015/reviews/contents_sports.html
| dostupnost2 = PDF
| url2 = http://www-pdg.lbl.gov/2015/reviews/rpp2015-rev-guts.pdf
| issn = 1674-1137
| doi = 10.1088/1674-1137/38/9/090001
| jazyk = anglicky
| datum přístupu = 2017-03-06
| url archivu = https://web.archive.org/web/20160304195419/http://www-pdg.lbl.gov/2015/reviews/contents_sports.html
| datum archivace = 2016-03-04
}}</ref>
* <big>\( \alpha_\mathrm{e}(m_\mathrm{Z}c) = 1/127,916(15)\)</big>.
Odpovídá to efektivnímu elektrickému náboji
* <big>\( e_\mathrm{ef}(m_\mathrm{Z}c) \dot= \sqrt{\frac{137,036}{127,916}} e \dot= 1,035 e\)</big>.

== Související články ==
* [[Elektrický náboj]]
* [[Elektrování tělesa]]
* [[Elektronvolt]]

== Reference ==
<references/>
== Externí odkazy ==

{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Elektromagnetismus]]
[[Kategorie:Fyzikální veličiny]]
[[Kategorie:Fyzikální konstanty]]

Elementární náboj - Historie editací

Sysop: + NEW