2) 1,6 * 10-19 Кл
3) -9,1 * 10-31 Кл/кг
4) 0,51 эВ
Электрический заряд электрона имеет отрицательный знак и равен qe = −1,602 × 10−19 Кл, поэтому верен отмеченный вариант. Число 1,602 × 10−19 Кл представляет модуль элементарного заряда, а знак − указывает на избыток отрицательного заряда электрона по сравнению с положительно заряженным протоном.
Отрицательный заряд определяет характер взаимодействия электрона с электрическим и магнитным полями: в электрическом поле сила действует в направлении, противоположном вектору напряжённости. При прохождении электронов через вещество происходят возбуждение и ионизация атомов, что лежит в основе формирования дозы при электронном и фотонном облучении, а также работы ионизационных камер и других детекторов излучения.
Другие приведённые величины относятся к иным физическим характеристикам. Значение 9,1 × 10−31 кг соответствует массе электрона, величина в Кл/кг — его удельному заряду, а 0,511 МэВ — энергии покоя электрона. Поэтому положительное число без знака − отражает только модуль заряда и не является полной характеристикой заряда электрона.
| Физическая величина | Обозначение | Значение | Практический смысл |
|---|---|---|---|
| Электрический заряд электрона | qe | −1,602 × 10−19 Кл | Заряд частицы с отрицательным знаком |
| Модуль заряда электрона | |qe| = e | 1,602 × 10−19 Кл | Элементарный заряд без учёта знака |
| Заряд протона | qp | +1,602 × 10−19 Кл | По модулю равен заряду электрона, но имеет противоположный знак |
| Масса электрона | me | 9,109 × 10−31 кг | Инерционная характеристика частицы; не измеряется в кулонах |
| Удельный заряд электрона | qe/me | −1,759 × 1011 Кл/кг | Отношение заряда к массе, определяющее движение в электромагнитных полях |
| Энергия покоя электрона | mec2 | 0,511 МэВ | Энергетический эквивалент массы электрона; не электрический заряд |
В радиотерапии знак заряда особенно важен при анализе движения электронных пучков и взаимодействия заряженных частиц с веществом. Электронные пучки вызывают локальную ионизацию и передачу энергии тканям, формируя терапевтический эффект. Физические параметры электрона также используются при расчёте траектории частиц, калибровке дозиметрической аппаратуры и интерпретации радиационных измерений. Следует различать заряд, массу, энергию и удельный заряд, поскольку они имеют разные единицы измерения и физический смысл.