기본전하

요약 전자 한 개 혹은 양성자 한 개가 가지고 있는 전하로서 전하를 띤 모든 입자의 전하량을 세는 기본단위이다. 보통 e로 표시하며 간혹 q로 표시하기도 한다. 소전하(素電荷)라고도 한다.

전하를 갖는 모든 입자는 전자 한 개가 가지고 있는 전하량의 유리수배만큼의 전하량을 가지며, 이때 전하량을 세는 단위가 기본전하이다. 그 값은 전자나 양성자 한 개가 가진 양이다.

2018년 12월의 측정값은  e = 1.602 176 6208(98) x 10-19 C이고  단위인 쿨롬(coulomb, C)인데, 프랑스의 물리학자 쿨롱(C. A. de Coulomb, 1736~1806)의 이름에서 땄으며, 국제단위계의 기본단위로 표현하면 A s이다. 2018년 제26차 국제도량형총회(Conference generale des poids et mesures, CGPM)에서 암페어를 재정의하면서, 기본전하량의 값은 1.602176 634× 10^-19C로 고정되었는데, 이 값은 2019년 5월 20일부터 공식 사용되기 시작하였다.

전하량 측정의 역사

1909년 미국의 로버트 밀리컨(Robert Millikan)이 기름방울실험을 통해 전자 한 개의 전하량을 측정하였으며, 입자의 전하량은 임의의 값을 갖는 것이 아니라 1.6×10^-19C의 정수배의 값을 갖는 다는 것을 밝혀냈다. 이후 1960년 쿼크(Quark)가 e/3 혹은 2e/3의 전하량을 갖음이 발견되면서 기본전하량의 유리수배의 전하를 갖을 수 있음이 밝혀졌다.

입자의 전하 표시

입자의 전기 특성에 따라 (+)나 (-)부호를 붙여 극성(부호)-자연수-e의 순서로 하전입자의 상태를 표시한다. 예를 들어, 전자 두 개는 -2e로 표시하며, up 쿼크는 +2e/3의 전하를 가졌다고 표시할 수 있다.