વિધુતભારના ક્વોન્ટાઇઝેશનને આપણે અવગણી શકીએ ? જો હા, તો કઈ પરિસ્થિતિના આધારે અવગણી શકી?
હા, કોઈ પણ પદાર્થના વિદ્યુતભારમાં વધારો કે ઘટાડો $e$ ના પદમાં જ થઈ શકે છે અને આ વધારા કે ઘટાડાનું પદ $(Step\,size)$ નાનું છે કારણ કે સ્થૂળ $(Macroscopic)$ સ્તરે $\mu C$ ના વિદ્યુતભારો સાથે કામ કરવાનું હોય છે અને પદાર્થ પરનો વિદ્યુતભાર $e$ ના એકમમાં જ વધારી કે ઘટાડી શકાય છે. તેવી હકીકત જોઈ શકાતી નથી.
વિદ્યુતભારનું કણ (દાણા) જેવું સ્વરૂપ અદૃશ્ય થઈને સતત સ્વરૂપમાં જણાય છે. જે નીચેના ઉદાહરણ પરથી સમજી શકાય. આ પરિસ્થિતિને બિંદુઓ અને રેખાના ભૌમિતિક ખ્યાલો સાથે સરખાવી શકાય છે.
ટપકાં ટપકાંવાળી રેખા દૂરથી જોતાં સળંગ (સતત) દેખાય છે પણ વાસ્તવમાં તે સળંગ નથી. તેવી રીતે નાના પણ ઘણાં વિદ્યુતભારો એક સાથે લેતાં સતત વિદ્યુતભાર વિતરણ તરીકે દેખાય છે.
સ્થૂળ સ્તરે આપણે વિદ્યુતભાર $e$ ના મૂલ્યની સરખામણીમાં પ્રચંડ વિદ્યુતભારો સાથે કામ કરવાનું હોય છે.
$1 \mu C$ જેટલો વિદ્યુતભાર એ ઇલેક્ટ્રૉન પરના વિદ્યુતભાર કરતાં લગભગ $10^{13}$ ગણો છે. આ માપક્રમ પર વિદ્યુતભાર માત્ર $e$ ના પદમાં જ વધી કે ઘટી શકે છે. આ હકીક્ત, વિદ્યુતભાર સતત મૂલ્યો ધારણ કરી શકે છે.
આમ, સ્થૂળ સ્તરે વિધુતભારના ક્વૉન્ટમીકરણનું કોઈ વ્યવહારિક પરિણામ નથી તેથી તેને અવગણી શકાય છે.
સૂક્ષ્મ સ્તરે કે જ્યાં વિદ્યુતભારો $e$ ના કેટલાંક દશકો કે શતકો ગણા હોય, એટલે કે તેમને અવગણી શકાય એવાં હોય, તો તેઓ અલગ અલગ જથ્થામાં જણાય છે અને વિદ્યુતભારના ક્વૉન્ટમીકરણને અવગણી શકાતું નથી.
$(a)$ કોઈ માણસના સુકા વાળમાંથી પસાર કરેલો કાંસકો કાગળના નાના ટુકડાઓને આકર્ષે છે. શા માટે ? જો વાળ ભીના હોય અથવા તે વરસાદી દિવસ હોય તો શું થાય ? (યાદ રાખો કે કાગળ વિદ્યુતનું વહન કરતો નથી.)
$(b)$ સામાન્ય રબર અવાહક છે. પરંતુ વિમાનના વિશિષ્ટ રબરના ટાયરો સહેજ સુવાહક બનાવવામાં આવે છે. આવું શા માટે જરૂરી છે ?
$(c)$ દહનશીલ દ્રવ્યોને લઈ જતા વાહનોમાં જમીનને અડકતા હોય તેવા ધાતુના દોરડા રાખેલા હોય છે. શા માટે ?
$(d)$ ખુલ્લી હાઈપાવર લાઇન પર પક્ષી આરામથી બેસે છે તો પણ તેને કંઈ થતું નથી. જમીન પર ઉભેલો માણસ તે જ લાઇનને સ્પર્શે તો તેને પ્રાણઘાતક આંચકો લાગે છે. શા માટે ?
$r_{1}$ ત્રિજ્યા અને $q_{1}$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક નાનો ગોળો $r_{2}$ ત્રિજ્યા અને $q_{2} $ વિદ્યુતભાર ધરાવતી એક ગોળાકાર કવચ વડે ઘેરાયેલ છે. દર્શાવો કે જો $q_{1}$ ધન હોય તો જ્યારે તે બંનેને તાર વડે જોડેલા હોય), કવચ પર કોઈ પણ વિદ્યુતભાર $q_{2}$ હોય તો પણ, વિદ્યુતભાર ગોળાથી કવચ પર વહન પામશે જ.
નીચેનામાંથી કયો વિદ્યુતભાર શકય નથી.
વિધુતભારને બિંદુવતું ક્યારે ગણવામાં આવે છે ?
ઘર્ષણ વિધુતનું ઐતિહાસિક અવલોકન જણાવો.