Закон сохранения электрического заряда

закон сохранения электрического заряда

  • Это закон, согласно которому алгебраическая сумма электрических зарядов всех частиц изолированной системы не меняется при всех происходящих в системе процессах. Закон сохранения заряда установлен в 18 в. (экспериментально доказан Фарадеем) и является одним из самых фундаментальных законов природы: не известно ни одного случая его нарушения.
    Заряд любого макроскопически заряженного тела кратен элементарному электрическому заряду, равному по величине заряду электрона. Поэтому в тех физических явлениях, в которых не происходит взаимопревращений частиц, закон сохранения заряда можно рассматривать как следствие сохранения числа частиц. При электризации макроскопических тел число заряженных частиц не меняется, а происходит лишь их перераспределение в пространстве. Так, если тела заряжаются в результате трения (электризация трением) , заряженные частицы переносятся с одного тела на другое (заряд, который приобретает одно тело, теряет другое) ; таким образом, оба тела, первоначально электрически нейтральные, заряжаются равными, но противоположными зарядами.
    Экспериментальная проверка закона сохранения заряда в физике элементарных частиц основывается на проверке стабильности электрона и нулевой массы покоя фотона. На микроскопическом уровне это также прослеживается по ядерным реакциям. Частицы с электрическим зарядом могут рождаться или исчезать, но при этом исчезают или рождаются частицы с равным по величине, но обратным по знаку зарядом. Рождение новой заряженной частицы возможно лишь либо при одновременном исчезновении "старой" частицы с таким же зарядом, либо в паре с другой частицей, имеющей заряд противоположного знака (напр. , в процессе рождения пар частица-античастица) . Напр. , в случае реакции аннигиляции электрона "е-" с отрицательным зарядом и позитрона "е+" с положительным зарядом образуются два нейтральных фотона. При этом суммарный заряд до и после реакции равен нулю.
    Строгое равенство по абсолютной величине зарядов электрона и протона также служит подтверждением закона сохранения заряда.