Muatan dan Materi

Kali ini saya akan membicarakan mengenai muatan listrik dan hubungannya dengan materi. Kita dapat memperlihatkan bahwa ada dua buah macam muatan dengan menggosok sebuah gelas dengan sutera dan menggantungkannya dari sebuah benang panjang.

Benjamin Franklin menamakan jenis muatan yang muncul pada gelas positif dan jenis muatan pada plastik negatif; nama-nama ini telah digunakan sampai sekarang. Kita dapat menyimpulkan eksperimen-eksperimen ini dengan mengatakan bahwa muatan sejenis tolak menolak dan muatan tak sejenis tarik menarik.
Efek-efek listrik tidak dibatasi pada gelas yang digosok dengan sutera atau pada plastik yang digosok oleh bulu. Setiap zat yang digosok dengan suatu zat lain di bawah kondisi-kondisi yang sesuai akan menjadi bermuatan dengan jumlah muatan tertentu.

Pandangan mengenai materi adalah bahwa dalam keadaan normalnya atau dalam keadaan netral, materi tersebut mengandung muatan positif yang sama banyaknya dengan muatan negatifnya. Jika dua buah benda seperti gelas dan sutera digosokkan bersama-sama, maka sejumlah kecil muatan dipindahkan dari satu benda ke benda lainnya yang mengganggu kenetralan muatan listrik masing-masing. Di dalam kasus ini, gelas akan menjadi bermuatan positif dan sutera menjadi bermuatan negatif.

Pada zamannya Franklin, muatan listrik dipikirkan sebuah fluida kontinyu. Akan tetapi, teori atom materi menyatakan fluida itu sendiri terdiri atas atom-atom. Hasil eksperimen oleh Robert Milikan memperlihatkan bahwa "fluida listrik" tersebut tidaklah kontinyu tetapi merupakan kelipatan bulat dari sebuah muatan listrik minimum.

Muatan fundamental ini, yang kita beri simbol e mempunyai nilai 1,6021892 x 10-19 C. Setiap muatan q yang ada secara fisis selalu dapat dituliskan sebagai nq simana n ialah bilangan bulat. Bila sebuah sifat fisis seperti muatan terdapat dalam bentuk paket diskrit dan bukan dalam bentuk kontinyu, maka sifat tersebut dikatakan terkuantisasi (quantized).

Postingan ini saya adaptasi dari textbook Halliday Resnick. Jika kurang puas dengan hasil di atas, sahabat dapat download karya aslinya disini.