Loven om bevaring av elektrisk ladning
Uansett hva som skjer i verden, er det en viss total elektrisk ladning i universet, hvis størrelse alltid forblir uendret. Selv om avgiften av en eller annen grunn slutter å eksistere på ett sted, vil den helt sikkert ende opp et annet sted. Dette betyr at ladningen ikke kan forsvinne for alltid.
Dette faktum ble etablert og undersøkt av Michael Faraday. Han reiste en gang en enorm hul metallkule i laboratoriet sitt, til den ytre overflaten som han koblet et ultrafølsomt galvanometer. Størrelsen på ballen gjorde det mulig å plassere et helt laboratorium inne i den.
Og det gjorde Faraday også. Han begynte å bringe inn i ballen det mest varierte elektriske utstyret han hadde til rådighet, og begynte deretter å eksperimentere. Da han var i ballen, begynte han å gni glassstenger med pels, starte elektrostatiske maskiner osv. Men uansett hvor hardt Faraday prøvde, økte ikke ladningen til ballen. På ingen måte klarte forskeren å lage en ladning.
Og vi forstår dette fordi når du gnir en glassstang med en pels, selv om stangen får en positiv ladning, får pelsen umiddelbart en negativ ladning med samme mengde, og summen av ladningen på pelsen og stangen er null .
Et galvanometer utenfor ballen ville absolutt gjenspeile det faktum at en ladning endret seg hvis en "ekstra" ladning dukket opp i Faradays laboratorium, men ingenting av den typen skjedde. Full lading er lagret.
Et annet eksempel. Et nøytron er i utgangspunktet en uladet partikkel, men et nøytron kan forfalle til et proton og et elektron. Og selv om nøytronet i seg selv er nøytralt, det vil si at ladningen er null, bærer partiklene som er født som et resultat av dets forfall elektriske ladninger med motsatt fortegn og lik i antall. Den totale ladningen til universet har ikke endret seg i det hele tatt, den forblir konstant.
Et annet eksempel er et positron og et elektron. Positronet er antipartikkelen til elektronet, det har motsatt ladning av elektronet og er i hovedsak et speilbilde av elektronet. Når de møtes, tilintetgjør elektronet og positronet hverandre når et gamma-kvante (elektromagnetisk stråling) blir født, men den totale ladningen forblir igjen uendret. Den omvendte prosessen er også sann (se figuren ovenfor).
Loven om bevaring av elektrisk ladning er formulert som følger: den algebraiske summen av ladninger til et elektrisk lukket system er bevart. Eller som dette: med hver interaksjon mellom kroppene forblir deres totale elektriske ladning uendret.
Elektriske ladningsendringer i deler (kvantisert)
Elektrisk ladning har en uvanlig egenskap - den endres alltid i deler. Tenk på en ladet partikkel. Dens ladning kan for eksempel være en del av ladningen eller to deler av ladningen, minus en eller minus to deler.En elementær (minimum faktisk eksisterende langlivede partikler) negativ ladning har et elektron.
Elektronladningen er 1.602 176 6208 (98) x 10-19 Anheng. Denne ladningsmengden er minimumsdelen (et kvantum av elektrisk ladning). De små elektriske ladningene kan bevege seg i varierende mengder fra et sted i rommet til et annet, men den totale ladningen er alltid og overalt bevart, og kan i prinsippet måles som antall av disse småbitene.
Elektriske ladninger er kilder til elektriske og magnetiske felt
Det er verdt å merke seg at elektriske ladninger er kilder til elektriske og magnetiske felt… Derfor gjør den elektriske tilnærmingen det mulig å bestemme mengden ladning på en eller annen av bærerne. Ladning er også et mål på samspillet mellom et ladet legeme og et elektrisk felt. Som et resultat kan elektrisitet hevdes å være et fenomen assosiert med ladninger i hvile (statisk elektrisitet, elektrisk felt) eller bevegelse (strøm, magnetisk felt).