Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.schools.keldysh.ru/school1413/pro_2005/nov/charge.html
Дата изменения: Wed Jun 8 11:38:00 2005 Дата индексирования: Sat Dec 22 02:31:30 2007 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: wmap |
Самое удивительное свойство заряда - то, что он равен по модулю у всех элементарных частиц. Этот
заряд называется элементарным, это минимальный существующий заряд, он обозначается e или
q0. Заряды всех тел кратны элементарному, то есть заряд может принимать не любые
значения, а только ±n·e (заряд квантован на классическом уровне). Из всех элементарных
частиц только протон и электрон неограниченно долго существуют в свободном состоянии. Протон
p+ имеет заряд +q0, а электрон e- - заряд -q0.
Существует много других элементарных частиц, но их заряды всегда равны ±q0 или 0.
В частности, нулевой заряд имеет нейтрон, входящий в состав ядер атомов.
Тела с зарядами одинаковых знаков отталкиваются, тела с зарядами противоположных знаков
притягиваются.
Закон сохранеия электрического заряда:
В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной.
Замкнутой в данном случае называется система, в которую не входят и которую не покидают
заряженные частицы. Заряды складывают алгебраически, то есть с учетом знаков (например, заряд
атома водорода, состоящего из протона и электрона, равен +q0+(-q0)=0).
Заряд элементарной частицы постоянен. Макроскопическое тело может изменить заряд только отдав
или получив элементарные заряженные частицы, поэтому закон сохранения заряда кажется очевидным.
Но он выполняется и при превращениях элементарных частиц. Они исчезают, рождаются и превращаются
друг в друга, при этом именяется даже суммарная масса (в том числе из частиц, имеющих массу,
можно получить частицы, ее не имеющие и наоборот), но суммарный заряд не изменяется - в этом
глубокий физический смысл закона сохранения заряда.
Заряженные частицы появляются и исчезают парами, поэтому суммарный заряд Вселенной, скорее
всего, равен нулю (ведь до рождения Вселенной элементарных частиц не было, а появлялись они
парами).
По электрическим свойствам все вещества можно разделить на две группы:
Проводники проводят электрический ток, так как в них есть свободные электрические заряды
(здесь и далее во многих случаях слово "заряд" обозначает "заряженная частица" или "заряженное
тело"). Заряд может быть передан от одного тела к другому через проводник. Проводниками являются
металлы, растворы и расплавы электролитов (солей, кислот, щелочей), газы при определенных
условиях.
Диэлектрики не проводят электрический ток, потому что в них почти нет свободных зарядов; по
ним заряд не передается от одного тела к другому. К диэлектрикам относятся некоторые твердые
вещества (стекло, фарфор, эбонит, резина, пластмассы), многие жидкости (химически чистая вода,
керосин, спирт), газы. Диэлектрики (изоляторы) используются там, где требуется защита от
электрического тока: пластмассовые и эбонитовые корпуса электроаппаратуры, резиновая изоляция на
проводах, фарфоровые и стеклянные изоляторы на опорах ЛЭП.
Например, если облучать свинцовую пластину γ-излучением, которое представляет собой
фотоны γ - частицы с нулевыми массой и зарядом, то рождаются электрон e- и
позитрон e+ - пара частиц с одинаковой массой и противоположными зарядами, равными по
модулю. Суммарный заряд, таким образом, остается постоянным (в данном случае равным 0).