Закон збереження електричного заряду: визначення

Закон збереження електричного заряду свідчить, що алгебраїчна сума електричних зарядів всіх частинок ізольованої системи не змінюється при відбуваються в ній процеси.

Закон збереження електричного заряду свідчить, що алгебраїчна сума електричних зарядів всіх частинок ізольованої системи не змінюється при відбуваються в ній процеси.

Електричний заряд будь-якої частинки або системи частинок є цілим кратним елементарного електричного заряду (рівного по величині заряду електрона) або нульовим.

Одним з підтверджень закону збереження електричного заряду служить суворе рівність (за абсолютною величиною) електричних зарядів електрона і протона. Вивчення руху атомів (молекул) та мікроскопічних тіл в електричних полях підтверджує электронейтральность речовини і, відповідно, рівність зарядів електрона і протона (і электронейтральность нейтрона) з точністю до 10-21.

Закон збереження заряду підтверджується і простими дослідами по електризації тел. Зміцнимо на стержні электромера металевий диск і, поклавши на нього прошарок з сукна, поставимо зверху ще один такий же диск, але з ручкою з діелектрика. Зробивши кілька рухів верхнім диском з ізоляційного прошарку, приберемо його в бік. Ми побачимо, що стрілка электромера відхилиться, засвідчуючи про появу на сукні та соприкасающемся з ним диску електричного заряду. Далі доторкнемося другим диском (яким ми терли про сукно) до стрижня другого электромера. Стрілка цього электромера відхилиться приблизно на такий же кут, що й стрілка першого электромера. Це означає, що при електризації обидва диски отримали однаковий по модулю заряд. Що можна сказати про знаки цих зарядів? Для відповіді на це питання завершимо досвід, з’єднавши электромеры металевим стрижнем. Ми побачимо, як стрілки приладів опустяться вниз. Нейтралізація зарядів свідчить про те, що вони були рівні за модулем, але протилежні за знаком (і, отже, в сумі давали нуль).

Цей та інші досліди показують, що в процесі електризації загальний (сумарний) заряд тел зберігається: якщо він дорівнював нулю до електризації, то таким він залишиться і після неї.

Повний електричний заряд зберігається і в тому випадку, якщо початкові заряди тіл були відмінні від нуля. Якщо позначити початкові заряди тіл як q1 і q2, а заряд тих самих тіл після їх взаємодії як q’1 і q’2 то можна записати:

q’1 + q’2 = q1 + q2.

При будь-яких взаємодіях тіл їх повний електричний заряд залишається незмінним.

У цьому полягає фундаментальний закон природи — закон збереження електричного заряду.

Закон збереження заряду був встановлений в 1750 р. американським вченим і видатним політичним діячем Бенджаміном Франкліном. Він же ввів поняття про позитивних і негативних зарядах, позначивши їх знаками «+» і «-».

Закон збереження заряду має глибокий сенс. Він очевидний, коли число елементарних частинок не змінюється. Однак елементарні частинки можуть виникати (народжуватися) і зникати, тобто зазнавати різні перетворення. Виникають і зникають елементарні частинки завжди парами (з протилежними зарядами). Численні спостереження перетворень елементарних частинок підтверджують закон збереження заряду. Цей закон виражає одне з фундаментальних властивостей електричного заряду.

Таким чином, електричний заряд у Всесвіті зберігається, а повний електричний заряд Всесвіту, швидше за все, дорівнює нулю.

ПОДІЛИТИСЯ: