Величина электрического заряда одного электрона или протонаЭлементарный заряд (e) — это величина электрического заряда, переносимого одним протоном или электроном, приблизительно равная 1,602 × 10⁻¹⁹ кулона. Он является фундаментальным квантом заряда в природе: все свободные заряды во Вселенной кратны целому числу e, что впервые было продемонстрировано в опыте Роберта Милликена с масляными каплями в 1909 году. Это квантование — краеугольный камень атомной физики, химии и электроники, объясняющий, почему химические реакции involve целые числа электронов и почему ток в металлах переносится дискретными частицами.
Концепция дискретной единицы заряда восходит к законам электролиза Майкла Фарадея (1830-е годы), но первое прямое измерение было выполнено Робертом Милликеном в 1909 году, за что он получил Нобелевскую премию в 1923 году. Точное значение уточнялось на протяжении десятилетий, пока переопределение СИ в 2019 году не зафиксировало его по определению.
Элементарный заряд — это фундаментальная константа природы, не выводимая из других величин. В системе СИ в 2019 году он был переопределён как точно равный 1,602176634 × 10⁻¹⁹ Кл, что делает ампер и килограмм зависимыми от этого фиксированного значения. Заряд электрона равен −e, а протона — +e; кварки несут дробные заряды (±1/3 e, ±2/3 e), но никогда не наблюдаются в свободном виде из-за конфайнмента. Значение e задаёт масштаб электростатических сил на атомных расстояниях, определяя энергии связи и прочность химических связей.
Он лежит в основе всей электроники: работа транзисторов, диодов и батарей зависит от перемещения целых кратных e. Он также определяет единицу электрического тока (ампер) в современной СИ.
Типичный разряд молнии переносит около 10²⁰ элементарных зарядов — это сто миллиардов миллиардов электронов.
| V | переменная | потенциальная энергия электрона — потенциальная энергия Дж |
| z | переменная | расстояние от поверхности металла — положение м |
| φ | переменная | работа выхода металла — work function Дж |
| F | переменная | напряжённость приложенного электрического поля — электрическое поле В/м |
| e | константа | заряд одного протона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| ε0 | константа | способность вакуума пропускать линии электрического поля — электрическая постоянная = 8.8541878128e-12 Ф/м |
| \Delta Q | переменная | Накопленное изменение заряда в сверхпроводнике — электрический заряд Кл |
| \Delta \Phi | переменная | Изменение магнитного потока через сверхпроводящий контур — магнитный поток Вб |
| \nu | переменная | Фактор заполнения (целый или дробный) состояния с квантовым эффектом Холла — безразмерный |
| e | константа | Величина электрического заряда отдельного электрона или протона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| \Phi_0 | константа | Сверхпроводящий квант потока, h/(2e), фундаментальная единица магнитного потока в сверхпроводнике — квант магнитного потока = 2.067833848e-15 Вб |
| E | переменная | Энергия заряженной частицы — энергия Дж |
| B | переменная | Напряжённость магнитного поля — плотность магнитного потока Тл |
| m | переменная | Масса заряженной частицы — масса кг |
| \hbar | константа | Приведённая постоянная Планка, квант момента импульса — приведённая постоянная Планка = 1.054571817e-34 Дж·с |
| e | константа | Величина электрического заряда протона или электрона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| c | константа | Скорость света в вакууме, универсальная постоянная — скорость света = 299792458 м/с |
| n_e | переменная | плотность числа электронов — электронная плотность 1/м³ |
| B_parallel | переменная | компонента магнитного поля вдоль луча зрения — плотность магнитного потока Тл |
| dl | переменная | бесконечно малый элемент пути вдоль луча зрения м |
| e | константа | элементарный заряд — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| m_e | константа | масса покоя электрона — масса электрона = 9.1093837015e-31 кг |
| c | константа | скорость света в вакууме — скорость света = 299792458 м/с |
| ∫ | оператор | суммирование вдоль луча зрения — интегральный оператор |
| F | переменная | частота магнитных осцилляций — частота Гц |
| A | переменная | экстремальная площадь поперечного сечения поверхности Ферми — площадь м² |
| h | константа | постоянная Планка = 6.62607015e-34 Дж·с |
| e | константа | элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| a_0 | переменная | релятивистский параметр интенсивности (нормированный векторный потенциал) — relativistic parameter |
| E_0 | переменная | амплитуда пикового электрического поля лазера — электрическое поле В/м |
| ω | переменная | угловая частота лазера — угловая частота рад/с |
| e | константа | заряд одного протона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| m_e | константа | масса покоя электрона — масса электрона = 9.1093837015e-31 кг |
| c | константа | предельная скорость света в вакууме — скорость света = 299792458 м/с |
