ما هي حاسبة الإلكترونات الفائضة؟
عندما يحمل جسمٌ ما شحنة سالبة صافية، فهذا يعني أنّ عدد إلكتروناته يفوق عدد بروتوناته. ويمكن حساب عدد هذه الإلكترونات «الفائضة» مباشرةً من الشحنة الكلية للجسم. تقوم هذه الحاسبة بتحويل قيمة الشحنة (بالكولوم أو الميكروكولوم أو النانوكولوم) إلى ما يقابلها من عدد الإلكترونات الزائدة، اعتمادًا على ثابت الشحنة الأولية.
طريقة الاستخدام
أدخِل مقدار الشحنة الكلية واختر وحدتها. تحوّل الحاسبة الشحنة إلى الكولوم، ثم تقسمها على الشحنة الأولية لتعطيك عدد الإلكترونات. وتظهر النتيجة بالصيغة العلمية لأنّ الأعداد تكون عادةً كبيرة جدًا.
شرح المعادلة
تُعطى العلاقة بالصيغة $$n = \frac{Q}{e}$$ حيث Q هي الشحنة الكلية بالكولوم، و\(e = 1.602176634 \times 10^{-19}\) كولوم هي الشحنة الأولية (شحنة إلكترون واحد). وبما أنّ كل إلكترون فائض يحمل شحنة أولية واحدة بالضبط، فإنّ قسمة الشحنة الكلية على e تعطينا عدد الإلكترونات.
مثال محلول
لنفترض أنّ شحنة جسمٍ ما تساوي 1 ميكروكولوم (\(1 \times 10^{-6}\) كولوم). عندها يكون $$n = \frac{1 \times 10^{-6}}{1.602176634 \times 10^{-19}} \approx 6.2415 \times 10^{12}\ \text{إلكترون}$$ أي أنّ ميكروكولومًا واحدًا فقط يمثّل تريليونات من الإلكترونات الفائضة.
الأسئلة الشائعة
هل تنطبق هذه العلاقة على الشحنات الموجبة؟ تعطي المعادلة المقدار العددي. فالشحنة الموجبة تعني نقصًا بهذا العدد من الإلكترونات بدلًا من وجود فائض منها.
لماذا يكون العدد كبيرًا إلى هذا الحد؟ لأنّ شحنة الإلكترون الواحد صغيرة للغاية، لذا فإنّ حتى الشحنات اليومية البسيطة تتضمّن أعدادًا هائلة من الإلكترونات.
ما قيمة e المستخدمة؟ القيمة الدقيقة المعتمدة في النظام الدولي للوحدات منذ عام 2019، وهي \(e = 1.602176634 \times 10^{-19}\) كولوم.
