Maailmataju 1

=
( =
Tehes viimase valemi järgi arvutused, saame keha laengu q suuruseks 1,16 * 10 17 kulonit ehk C, kui
raadius r on 1 meeter ja dielektriline läbitavus ε 0 on ligikaudu 1. Sellist elektrilaengut kandva keha
suurus peab olema planeet Maast palju kordi suurem. Väiksema ( näiteks inimese ) suurusega keha
pinnal sellist laengut püsida ei saaks, sest siis hakkaksid mõjuma juba laengute vahelised tõukejõud.
See näitabki seda, et aegruumi kõverdumiseks on vaja reaalselt väga suurt elektrilaengut, kuid keha
elektrilaeng ei saa olla mistahes suur, sest siis hakkavad laengute vahel ilmnema tõukejõud.
Niisamuti ka keha elektrimahtuvus 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 .
2. Ühes kuupsentimeetris vases on 8,5 * 10 22 juhtivuselektroni, kui vase tihedus on 8960 kg/m 3 ,
molaarmass on 63,5 g/mol, vaskjuhtme ristlõikepindala S on 1 mm 2 ja läbib vool 1 A. Iga vase
aatomi kohta tuleb üks juhtivuselektron.
3. Kuid vabade elektronide kontsentratsioon metallis võib olla ka 10 29 m -3 .
Kui igast aatomist eraldub üks elektron, siis on elektronide kontsentratsioon ( elektronide arv n
ruumalaühikus ) võrdne aatomite arvuga ruumalaühikus. Arvutame n väärtuse. Aatomite arv
ruumalaühikus on
=
kus δ on näiteks metalli tihedus ja η on kilogrammaatomi mass. Avogadro arv on N A . Metallide
korral on δ/η väärtus vahemikus 20 kmool/m 3 ( kaalium ) kuni 200 kmool/m 3 ( berüllium ). See
annab vabade elektronide kontsentratsiooni suurusjärguks
128