see võimalik. Kuid elektrilaengute polarisatsiooni korral on teadaolevalt kõige väiksem vahemaa positiivse ja negatiivse laengu vahel vesiniku aatomituuma( s. t. prootoni) ja elektroni vahel, mille suurusjärguks on umbes 10-10 m. Kuid näiteks kahe prootoni ehk kahe positiivse laengu vaheline kaugus heeliumi tuumas on veelgi väiksem( suurusjärguks jääb umbes 10-15... 10-16 m). Negatiivseks laenguks võib olla ioon või elektron, kuid positiivseks laenguks on alati ioon( prootonid välja arvatud). Prootonid pole tegelikult üksikosakesed( nagu seda on elektronid), vaid need koosnevad omakorda kvarkidest.
Elektrivälja potentsiaal on =, millest potentsiaalne energia avaldub =. Elektroni
laeng on elementaarlaeng q =-e ja seetõttu avaldub elektroni potentsiaalne energia aatomis järgmiselt: =. e on elementaarlaeng. Aatomis asub elektron tuuma positiivse laengu + e
elektriväljas. Selle potentsiaal kaugusel r n tuumast on =, milles
= ehk =, kus kvantarvuks on n = 1, 2, 3... ja =.
Seetõttu saame elektroni potentsiaalse energia avaldiseks: =. Elektroni potentsiaalne
energia vesiniku aatomis on-4,35 * 10-18 J, kuid vesiniku aatomisse kuuluva elektroni asukohas on väljatugevus 5 * 10 11 V / m.
Elementaarlaeng
Aegruumi augu tekitamiseks on vaja reaalselt väga suurt elektrienergiat ehk elektrilaengut, kuid keha elektrilaeng ei saa olla mistahes suur, sest siis hakkavad laengute vahel ilmnema tõukejõud, mis takistaksid aegruumi augu tekkimist. Niisamuti ka keha elektrimahtuvus C ei võimalda omada mistahes suurt laengut. Igasugune laeng q moodustub elementaarlaengutest ehk see tähendab ta on elementaarlaengu e täisarvkordne:
= ja seega laengu kontsentratsiooni N saame
=
=
Kui laengu q suurus on 1,17 * 10 17( C) ja e on elementaarlaeng 1,60 * 10-19( C), siis saame laengu kontsentratsiooni N suuruseks 7,34 * 10 35. See arv näitab meile seda, et kui palju elementaarlaenguid ehk e-sid( näiteks elektrone) on vaja vastava laengu q tekitamiseks. See arv võib näidata ka osakeste arvu. Kuna see arv on tõesti väga suur, siis võrdluseks toogem välja mõningaid näiteid laengute kontsentratsioonidest:
1. Taskulambi hõõgniidis( kui pindala S võrdub 3 * 10-10 m 2 ja voolutugevus I on 0,3 A) on laengukandjate kontsentratsioon 1,3 * 10 29 m-3.
165