Два види заряду

Оскільки гравітаційна взаємодія завжди є тяжінням, маси всіх тіл ненегативні. Але для зарядів це не так. Два види електромагнітної взаємодії – притягання і відштовхування – зручно описувати, вводячи два види електричних зарядів: позитивні і негативні.

Заряди різних знаків притягуються один до одного, а заряди одного знака один від одного відштовхуються. Це проілюстровано на рис. 3.1; підвішеним на нитках кулькам повідомлені заряди того чи іншого знака. Повсюдне прояв електромагнітних сил пояснюється тим, що в атомах будь-якої речовини присутні заряджені частинки: до складу ядра атома входять позитивно заряджені протони, а по орбітах навколо ядра рухаються негативно заряджені електрони. Заряди протона і електрона рівні по модулю, а число протонів в ядрі дорівнює числу електронів на орбітах, і тому виявляється, що атом у цілому електрично нейтральний. Ось чому у звичайних умовах ми не помічаємо електромагнітного впливу з боку оточуючих тел: сумарний заряд кожного з них дорівнює нулю, а заряджені частинки рівномірно розподілені за обсягом тіла. Але при порушенні електронейтральності (наприклад, в результаті електризації) тіло негайно починає діяти на навколишні заряджені частинки.

Чому існує саме два види електричних зарядів, а не якесь інше їх число, в даний момент не відомо. Ми можемо лише стверджувати, що прийняття цього факту в якості первинного дає адекватний опис електромагнітних взаємодій.

Заряд протона дорівнює 1,6 • 10-19 Кл. Заряд електрона протилежний йому за знаком і дорівнює -1,6 • 10-19 Кл.

називається елементарним зарядом. Це мінімальний можливий заряд: вільні частинки з меншою величиною заряду в експериментах не виявлені. Фізика не може поки пояснити, чому в природі є найменший заряд і чому його величина саме така.

Заряд якого тіла q завжди складається з цілого кількості елементарних зарядів:

q = ± Ne.

Якщо q <0, то тіло має надмірну кількість N електронів (в порівнянні з кількістю протонів). Якщо ж q> 0, то навпаки, у тіла електронів бракує: протонів на N більше.

Посилання на основну публікацію