أي شحنة كهربائية لوحظت في تجربة ما تكون دائمًا مضاعفًا لشحنة أولية واحدة.- مثل هذا الافتراض قدمه ب. فرانكلين في عام 1752 ثم تم اختباره تجريبيًا مرارًا وتكرارًا. تم قياس الشحنة الأولية بشكل تجريبي لأول مرة بواسطة Millikan في عام 1910.

يمكن استدعاء حقيقة أن الشحنة الكهربائية تحدث في الطبيعة فقط في شكل عدد صحيح من الشحنات الأولية تكميم الشحنة الكهربائية. في الوقت نفسه ، في الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية ، لم تتم مناقشة مسألة أسباب تكميم الشحنة ، لأن الشحنة هي معلمة خارجية وليست متغيرًا ديناميكيًا. لم يتم العثور على تفسير مرضٍ لسبب وجوب تحديد كمية الشحنة ، ولكن تم بالفعل الحصول على عدد من الملاحظات المثيرة للاهتمام.

شحنة كهربائية جزئية

عمليات البحث المتكررة عن أجسام حرة طويلة العمر ذات شحنة كهربائية جزئية ، والتي يتم إجراؤها بطرق مختلفة لفترة طويلة ، لم تسفر عن نتائج.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الشحنة الكهربائية لأشباه الجسيمات قد لا تكون أيضًا مضاعفات الكل. على وجه الخصوص ، فإن أشباه الجسيمات ذات الشحنة الكهربائية الجزئية هي المسؤولة عن تأثير هول الكمي الكسري.

التعريف التجريبي للشحنة الكهربائية الأولية

رقم أفوجادرو وثابت فاراداي

تأثير جوزيفسون وثابت فون كليتزينج

طريقة أخرى دقيقة لقياس الشحنة الأولية هي حسابها من ملاحظة تأثيرين لميكانيكا الكم: تأثير جوزيفسون ، حيث تحدث تقلبات الجهد في بنية معينة فائقة التوصيل ، وتأثير هول الكمي ، وتأثير تكميم القاعة. مقاومة أو موصلية غاز إلكترون ثنائي الأبعاد قوي المجالات المغناطيسيةوعلى درجات الحرارة المنخفضة. ثابت جوزيفسون

أين ح- ثابت بلانك ، يمكن قياسه مباشرة باستخدام تأثير جوزيفسون.

يمكن قياسه مباشرة باستخدام تأثير هول الكمي.

من هذين الثابتين ، يمكن حساب حجم الشحنة الأولية:

أنظر أيضا

ملحوظات

1. شحنة أولية(إنجليزي) . مرجع NIST في الثوابت والوحدات وعدم اليقين. . تم الاسترجاع 20 مايو ، 2016.
2. يتم إعطاء القيمة في وحدات CGSE كنتيجة لتحويل قيمة CODATA في كولوم ، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن كولوم يساوي 2،997،924،580 وحدة شحن كهربائية CGSE (فرانكلين أو statcoulombs).
3. توميلين ك.الثوابت الفيزيائية الأساسية في الجوانب التاريخية والمنهجية. - M.: Fizmatlit، 2006. - S. 96-105. - 368 ص. - 400 نسخة. - ردمك 5-9221-0728-3.
4. نموذج طوبولوجي للبريونات المركبة (رابط غير متوفر) es.arXiv.org
5. في. أبازوف وآخرون.(تعاون DØ) (2007). "التمييز التجريبي بين تهمة 2 ه/ 3 كوارك علوي وشحن 4 ه/ 3 سيناريوهات إنتاج الكوارك الغريبة ". خطابات المراجعة المادية. 98 (4): 041801.

شحنة كهربائية أولية شحنة كهربائية أولية

(ه) ، أدنى شحنة كهربائية موجبة أو سالبة مقدارها ه≈4.8 10 -10 وحدات CGSE ، أو 1.6 10 -19 درجة مئوية. جميع الجسيمات الأولية المشحونة تقريبًا لها شحنة + هأو - ه(الاستثناء هو بعض الأصداء بتهمة مضاعفة ه) ؛ لم يتم ملاحظة الجسيمات ذات الشحنات الكهربائية الجزئية ، ومع ذلك ، في النظرية الحديثةتفاعل قوي - ديناميكا الكمومية - افتراض وجود كواركات - جسيمات بشحنات مضاعفات 1/3 ه.

رسوم الكهرباء الأولية ( ه) ، أدنى شحنة كهربائية ، موجبة أو سالبة ، تساوي شحنة الإلكترون.
فرانكلين هو الافتراض بأن أي شحنة كهربائية لوحظت في التجربة هي دائمًا مضاعف الشحنة الأولية (سم.فرانكلين بنيامين)في 1752 بفضل تجارب M. Faraday (سم.فاراديوس مايكل)بواسطة التحليل الكهربائي ، تم حساب قيمة الشحنة الأولية في عام 1834. كما أشار العالم الإنجليزي جيه ستوني إلى وجود شحنة كهربائية أولية في عام 1874. كما قدم مفهوم "الإلكترون" إلى الفيزياء واقترح طريقة لحساب قيمة الشحنة الأولية. لأول مرة تم قياس الشحنة الكهربائية الأولية تجريبياً بواسطة R. Milliken (سم.ميليكان روبرت أندروس)في عام 1908
المواد الحاملة لشحنة كهربائية أولية في الطبيعة عبارة عن جسيمات أولية مشحونة (سم.الجسيمات الأولية).
الشحنة الكهربائية (سم.الشحنة الكهربائية)من أي نظام ميكرو وأجسام عيانية تساوي دائمًا المجموع الجبري للشحنات الأولية المضمنة في النظام ، أي عددًا صحيحًا مضاعفًا لقيمة e (أو صفر).
القيمة المحددة حاليا قيمه مطلقهشحنة كهربائية أولية (سم.رسوم الكهرباء الأولية)هو e = (4.8032068 0.0000015). 10-10 وحدات CGSE ، أو 1.60217733. 10-19 ج. تعطي قيمة الشحنة الكهربائية الأولية المحسوبة بالصيغة ، معبراً عنها بالثوابت الفيزيائية ، قيمة الشحنة الكهربائية الأولية: e = 4.80320419 (21). 10-10 ، أو: e \ u003d 1.602176462 (65). 10-19 ج.
يُعتقد أن هذه الشحنة أولية حقًا ، أي لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء ، وشحن أي كائن هو مضاعفاته الصحيحة. الشحنة الكهربائية للجسيم الأولي هي صفته الأساسية ولا تعتمد على اختيار النظام المرجعي. الشحنة الكهربية الأولية تساوي تمامًا الشحنة الكهربية للإلكترون والبروتون وجميع الجسيمات الأولية المشحونة الأخرى تقريبًا ، وهي بالتالي حاملات المواد لأصغر شحنة في الطبيعة.
هناك شحنة كهربائية أولية موجبة وسالبة ، والجسيم الأولي والجسيم المضاد لهما شحنة من إشارات معاكسة. إن حامل الشحنة السالبة الأولية هو إلكترون كتلته أنا = 9.11. 10-31 كجم. وحامل الشحنة الموجبة الأولية هو البروتون ، كتلته mp = 1.67. 10-27 كجم.
يمكن تسمية حقيقة أن الشحنة الكهربائية تحدث في الطبيعة فقط في شكل عدد صحيح من الشحنات الأولية باسم تكميم الشحنة الكهربائية. تحتوي جميع الجسيمات الأولية المشحونة تقريبًا على شحنة e - أو e + (الاستثناء هو بعض الرنين بشحنة مضاعفة لـ e) ؛ لم يتم ملاحظة الجسيمات ذات الشحنات الكهربائية الجزئية ، ومع ذلك ، في النظرية الحديثة للتفاعل القوي - الديناميكا اللونية الكمومية - وجود الجسيمات - الكواركات - بشحنات مضاعفة 1/3 ه.
لا يمكن تدمير الشحنة الكهربائية الأولية ؛ هذه الحقيقة هي محتوى قانون حفظ الشحنة الكهربائية على المستوى المجهري. يمكن أن تختفي الشحنات الكهربائية وتعاود الظهور. ومع ذلك ، تظهر أو تختفي دائمًا شحنتان أساسيتان لعلامات معاكسة.
قيمة الشحنة الكهربائية الأولية هي ثابت من التفاعلات الكهرومغناطيسية ويتم تضمينها في جميع معادلات الديناميكا الكهربية الميكروسكوبية.

تم افتراض أن أي شحنة كهربائية لوحظت في التجربة هي دائمًا مضاعف الشحنة الأولية بواسطة B. Franklin في 1752. بفضل تجارب M. Faraday على التحليل الكهربائي ، تم حساب قيمة الشحنة الأولية في عام 1834. تم الإشارة أيضًا إلى وجود شحنة كهربائية أولية في عام 1874 للعالم الإنجليزي ج. ستوني. كما قدم مفهوم "الإلكترون" إلى الفيزياء واقترح طريقة لحساب قيمة الشحنة الأولية. لأول مرة ، تم قياس الشحنة الكهربائية الأولية بشكل تجريبي بواسطة R. Millikan في عام 1908.

دائمًا ما تساوي الشحنة الكهربائية لأي نظام ميكرو وأجسام عيانية المجموع الجبري للشحنات الأولية المضمنة في النظام ، أي عددًا صحيحًا مضاعفًا للقيمة ه(أو صفر).

القيمة المحددة حاليًا للقيمة المطلقة للشحنة الكهربائية الأولية هي ه= (4، 8032068 0، 0000015). 10-10 وحدات CGSE ، أو 1.60217733. 10-19 ج. تعطي قيمة الشحنة الكهربائية الأولية المحسوبة بالصيغة ، معبراً عنها بالثوابت الفيزيائية ، قيمة الشحنة الكهربائية الأولية: ه= 4.80320419 (21). 10-10 أو: e = 1.602176462 (65). 10-19 ج.

يُعتقد أن هذه الشحنة أولية حقًا ، أي لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء ، وشحن أي كائن هو مضاعفاته الصحيحة. الشحنة الكهربائية للجسيم الأولي هي صفته الأساسية ولا تعتمد على اختيار النظام المرجعي. الشحنة الكهربية الأولية تساوي تمامًا الشحنة الكهربية للإلكترون والبروتون وجميع الجسيمات الأولية المشحونة الأخرى تقريبًا ، وهي بالتالي حاملات المواد لأصغر شحنة في الطبيعة.

هناك شحنة كهربائية أولية موجبة وسالبة ، والجسيم الأولي والجسيم المضاد لهما شحنة من إشارات معاكسة. إن حامل الشحنة السالبة الأولية هو إلكترون كتلته أنا= 9 ، 11. 10-31 كجم. وحامل الشحنة الموجبة الأولية هو البروتون ، كتلته النائب= 1.67. 10-27 كجم.

يمكن تسمية حقيقة أن الشحنة الكهربائية تحدث في الطبيعة فقط في شكل عدد صحيح من الشحنات الأولية باسم تكميم الشحنة الكهربائية. تقريبا كل الجسيمات الأولية المشحونة لها شحنة ه -أو البريد +(الاستثناء هو بعض الأصداء بتهمة مضاعفة ه) ؛ لم يتم ملاحظة الجسيمات ذات الشحنات الكهربائية الجزئية ، ومع ذلك ، في النظرية الحديثة للتفاعل القوي - الديناميكا اللونية الكمومية - وجود الجسيمات - الكواركات - بشحنات مضاعفة 1/3 ه.

لا يمكن تدمير الشحنة الكهربائية الأولية ؛ هذه الحقيقة هي محتوى قانون حفظ الشحنة الكهربائية على المستوى المجهري. يمكن أن تختفي الشحنات الكهربائية وتعاود الظهور. ومع ذلك ، تظهر أو تختفي دائمًا شحنتان أساسيتان لعلامات معاكسة.

قيمة الشحنة الكهربائية الأولية هي ثابت من التفاعلات الكهرومغناطيسية ويتم تضمينها في جميع معادلات الديناميكا الكهربية الميكروسكوبية.

لفت العالم الفيزيائي والفيزيولوجي الألماني ج.هيلمهولتز الانتباه إلى حقيقة أن الشحنات التي تحملها الأيونات أثناء ظاهرة التحليل الكهربائي هي مضاعفات عددية لها قيمة ما تساوي C. كل أيون أحادي التكافؤ يحمل مثل هذه الشحنة. أي أيون ثنائي التكافؤ يحمل شحنة مساوية لـ Cl ، وما إلى ذلك. خلص هيلمهولتز إلى أن شحنة C هي الحد الأدنى من كمية الكهرباء الموجودة في الطبيعة. هذه الشحنة تسمى الشحنة الأولية. لذلك ، على سبيل المثال ، تحمل أنيونات الكلور واليود شحنة أولية سالبة ، والكاتيونات أحادية التكافؤ ، على سبيل المثال ، الهيدروجين والبوتاسيوم ، لها شحنة أولية موجبة.

في الظواهر المرتبطة بالتحليل الكهربي ، اكتشف العلماء لأول مرة عدم القدرة على تمييز الكهرباء وتمكنوا من تحديد حجم الشحنة الأولية.

بعد ذلك بقليل ، تحدث الأيرلندي د. ستوني عن وجود شحنة أولية داخل الذرة. اقترح تسمية هذه الشحنة الأولية بالإلكترون. غالبًا ما يتم الإشارة إلى شحنة الإلكترون بواسطة e أو.

عند شحن جسم ، نخلق عليه إلكترونات زائدة أو نقصًا مقارنة بكميتها الطبيعية ، حيث لا يوجد شحنة للجسم. في هذه الحالة ، يتم أخذ الإلكترونات من جسم آخر أو إزالتها من الجسم المشحون ، ولكن لا يتم تدميرها أو إنشاؤها. من المهم أن نتذكر أن عملية شحن وتفريغ الأجسام هي إجراء لإعادة توزيع الإلكترونات ، في حين أن عددها الإجمالي لا يتغير.

عندما يتم توصيل موصل مشحون بموصل غير مشحون ، يتم إعادة توزيع الشحنة بين كلا الهيئتين. افترض أن أحد الجسد يحمل شحنة سالبة ، وأنه متصل بجسم غير مشحون. تنتقل إلكترونات الجسم المشحون تحت تأثير قوى التنافر المتبادلة إلى جسم غير مشحون. في هذه الحالة ، تنخفض شحنة الجسم الأول ، وتزداد شحنة الجسم الثاني ، حتى يتم الوصول إلى التوازن.

إذا تم توصيل الشحنات الموجبة والسالبة ، فإنها تلغي بعضها البعض. هذا يعني أنه من خلال الجمع بين سالب و رسوم إيجابية، نحصل على جثة غير مشحونة.

عند كهربة الأجسام ، باستخدام الاحتكاك ، تحدث أيضًا إعادة توزيع الشحنات. والسبب الرئيسي لذلك هو نقل جزء من الإلكترونات أثناء التلامس الوثيق بين الأجسام من جسم إلى آخر.

تجارب لميليكان وإيف تثبت وجود الإلكترون

تجريبيًا ، تم إثبات وجود شحنة أولية يحملها الإلكترون بواسطة العالم الأمريكي R. Milliken. قام بقياس سرعة قطرات الزيت بشكل متجانس الحقل الكهربائي، بين لوحين كهربائيين. كان الانخفاض يشحن. قارن العالم سرعة حركة القطرة بدون شحنة ونفس السقوط بشحنة. عن طريق قياس شدة المجال بين الصفائح ، تم العثور على شحنة القطرة.

أ. أجرى Ioffe تجارب مماثلة ، لكنه في نفس الوقت استخدم جزيئات الغبار المعدنية كأغراض للدراسة. عن طريق تغيير شدة المجال بين الصفائح ، حصل Ioffe على مساواة قوة الجاذبية وقوة كولوم ، بينما ظل جسيم الغبار ثابتًا. عندما أضاء جسيم الغبار بالأشعة فوق البنفسجية ، تغيرت شحنتها. للتعويض عن الجاذبية ، تم تغيير شدة المجال. لذلك حصل العالم على القيمة التي تغيرت بها شحنة جزيء الغبار.

لقد ثبت بشكل تجريبي أن شحنات حبيبات الغبار وقطراته تتغير دائمًا بشكل مفاجئ. تبين أن الحد الأدنى لتغيير الشحن هو:

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 2

« فيزياء - الصف العاشر "

دعونا أولاً ننظر في أبسط الحالات ، عندما تكون الأجسام المشحونة كهربائيًا في حالة سكون.

يسمى قسم الديناميكا الكهربية المخصص لدراسة ظروف التوازن للأجسام المشحونة كهربائيًا الكهرباء الساكنة.

ما هي الشحنة الكهربائية؟
ما هي الرسوم؟

مع الكلمات الكهرباء والشحنة الكهربائية كهرباء التقيت عدة مرات وتمكنت من التعود عليها. لكن حاول الإجابة على السؤال: "ما هي الشحنة الكهربائية؟" المفهوم نفسه الشحنة- هذا هو المفهوم الأساسي الأساسي ، الذي لا يمكن اختزاله في أي مفاهيم أولية أبسط في المستوى الحالي لتطور معرفتنا.

دعونا نحاول أولاً معرفة المقصود من العبارة: "جسم معين أو جسيم له شحنة كهربائية."

كل الأجسام مبنية من أصغر الجسيمات ، والتي لا تنقسم إلى أبسط ، وبالتالي تسمى ابتدائي.

الجسيمات الأولية لها كتلة ونتيجة لذلك تنجذب إلى بعضها البعض وفقًا للقانون الجاذبية. كلما زادت المسافة بين الجسيمات ، تتناقص قوة الجاذبية بالتناسب العكسي مع مربع هذه المسافة. معظم الجسيمات الأولية ، وإن لم تكن كلها ، لديها أيضًا القدرة على التفاعل مع بعضها البعض بقوة تتناقص أيضًا بشكل عكسي مع مربع المسافة ، لكن هذه القوة أكبر بعدة مرات من قوة الجاذبية.

لذلك في ذرة الهيدروجين ، كما هو موضح تخطيطيًا في الشكل 14.1 ، ينجذب الإلكترون إلى النواة (البروتون) بقوة أكبر 10 39 مرة من قوة الجاذبية.

إذا تفاعلت الجسيمات مع بعضها البعض بقوة تقل مع زيادة المسافة بنفس طريقة قوى الجاذبية العامة ، ولكنها تتجاوز قوى الجاذبية عدة مرات ، فيقال إن هذه الجسيمات لها شحنة كهربائية. تسمى الجسيمات نفسها متهم.

توجد جسيمات بدون شحنة كهربائية ، لكن لا توجد شحنة كهربائية بدون جسيم.

يسمى تفاعل الجسيمات المشحونة الكهرومغناطيسي.

تحدد الشحنة الكهربائية شدة التفاعلات الكهرومغناطيسية ، تمامًا كما تحدد الكتلة شدة تفاعلات الجاذبية.

الشحنة الكهربية للجسيم الأولي ليست آلية خاصة في الجسيم يمكن إزالته منه ، وتحللها إلى أجزائها المكونة وإعادة تجميعها. إن وجود شحنة كهربائية في الإلكترون والجسيمات الأخرى يعني فقط وجود تفاعلات قوة معينة بينهما.

نحن ، في جوهرها ، لا نعرف شيئًا عن التهمة ، إذا كنا لا نعرف قوانين هذه التفاعلات. يجب تضمين المعرفة بقوانين التفاعلات في فهمنا للتهمة. هذه القوانين ليست بسيطة ومن المستحيل ذكرها ببضع كلمات. لذلك ، من المستحيل إعطاء مرضٍ كافٍ تعريف قصيرخيالى الشحنة الكهربائية.

علامتا الشحنات الكهربائية.

كل الأجسام لها كتلة وبالتالي تجذب بعضها البعض. يمكن للأجسام المشحونة جذب بعضها البعض وصدها. هذه الحقيقة الأكثر أهمية ، المألوفة لك ، تعني أنه في الطبيعة توجد جسيمات ذات شحنات كهربائية ذات علامات معاكسة ؛ في حالة الشحنات من نفس العلامة ، تتنافر الجسيمات ، وفي حالة وجود علامات مختلفة ، فإنها تتجاذب.

شحن الجسيمات الأولية - البروتوناتالتي هي جزء من كل النوى الذرية تسمى موجبة والشحنة الإلكترونات- نفي. لا توجد فروق داخلية بين الشحنات الموجبة والسالبة. إذا انعكست إشارات شحنات الجسيمات ، فلن تتغير طبيعة التفاعلات الكهرومغناطيسية على الإطلاق.

شحنة أولية.

بالإضافة إلى الإلكترونات والبروتونات ، هناك عدة أنواع أخرى من الجسيمات الأولية المشحونة. لكن الإلكترونات والبروتونات فقط هي التي يمكن أن توجد إلى أجل غير مسمى في حالة حرة. تعيش بقية الجسيمات المشحونة أقل من جزء من المليون من الثانية. إنها تولد أثناء اصطدام الجسيمات الأولية السريعة وتتحلل وتتحول إلى جسيمات أخرى ، بعد أن وجدت لفترة زمنية لا تذكر. سوف تتعرف على هذه الجسيمات في الصف الحادي عشر.

تشمل الجسيمات التي لا تحتوي على شحنة كهربائية نيوترون. تتجاوز كتلته كتلة البروتون بقليل. تعتبر النيوترونات ، إلى جانب البروتونات ، جزءًا من نواة الذرة. إذا كان للجسيم الأولي شحنة ، فإن قيمته محددة بدقة.

الهيئات المشحونةتلعب القوى الكهرومغناطيسية في الطبيعة دورًا كبيرًا نظرًا لحقيقة أن تكوين جميع الأجسام يتضمن جزيئات مشحونة كهربائيًا. الأجزاء المكونة للذرات - النوى والإلكترونات - لها شحنة كهربائية.

لم يتم الكشف عن العمل المباشر للقوى الكهرومغناطيسية بين الأجسام ، لأن الأجسام في الحالة الطبيعية تكون محايدة كهربائياً.

ذرة أي مادة محايدة ، لأن عدد الإلكترونات فيها يساوي عدد البروتونات في النواة. تترابط الجسيمات سالبة وإيجابية مع بعضها البعض القوى الكهربائيةوتشكيل أنظمة محايدة.

يتم شحن الجسم العياني كهربائيًا إذا كان يحتوي على كمية زائدة من الجسيمات الأولية مع أي علامة شحن واحدة. لذا فإن الشحنة السالبة للجسم ترجع إلى زيادة عدد الإلكترونات مقارنة بعدد البروتونات ، والشحنة الموجبة ناتجة عن نقص الإلكترونات.

من أجل الحصول على جسم عياني مشحون كهربائيًا ، أي لتزويده بالكهرباء ، من الضروري فصل جزء من الشحنة السالبة عن الشحنة الموجبة المرتبطة به ، أو نقل الشحنة السالبة إلى جسم محايد.

يمكن القيام بذلك عن طريق الاحتكاك. إذا قمت بتشغيل المشط على شعر جاف ، فإن جزءًا صغيرًا من الجزيئات المشحونة الأكثر حركة - ستنتقل الإلكترونات من الشعر إلى المشط وستشحنه سلبًا ، وسيتم شحن الشعر بشكل إيجابي.

المساواة في الرسوم خلال فترة الكهربة

بمساعدة الخبرة ، يمكن إثبات أنه عند تكهربهما بالاحتكاك ، يكتسب كلا الجسمين شحنة معاكسة للإشارة ، ولكنها متطابقة في القيمة المطلقة.

لنأخذ مقياسًا كهربيًا ، حيث تم تثبيت كرة معدنية بفتحة على قضيب ، ولوحين على مقابض طويلة: أحدهما من الإيبونيت والآخر من زجاج شبكي. عند الاحتكاك ببعضها البعض ، تصبح الألواح مكهربة.

دعنا نحضر إحدى اللوحات داخل الكرة دون لمس جدرانها. إذا كانت اللوحة مشحونة إيجابياً ، فإن بعض الإلكترونات من الإبرة وقضيب جهاز القياس الكهربي سوف تنجذب إلى اللوحة وتتجمع عليها السطح الداخليالمجالات. في هذه الحالة ، سيتم شحن السهم موجبًا وصده من قضيب مقياس الكهربي (الشكل 14.2 ، أ).

إذا تم إدخال لوحة أخرى داخل الكرة ، بعد إزالة اللوحة الأولى مسبقًا ، فسيتم طرد إلكترونات الكرة والقضيب من اللوحة وتتراكم بشكل زائد على السهم. سيؤدي هذا إلى انحراف السهم عن القضيب بنفس الزاوية كما في التجربة الأولى.

بعد خفض كلتا اللوحين داخل الكرة ، لن نجد أي انحراف للسهم على الإطلاق (الشكل 14.2 ، ب). هذا يثبت أن شحنات الألواح متساوية في الحجم ومعاكسة في الإشارة.

كهربة الهيئات ومظاهرها.تحدث كهربة كبيرة أثناء احتكاك الأقمشة الاصطناعية. عند خلع قميص مصنوع من مادة اصطناعية في الهواء الجاف ، يمكنك سماع خشخشة مميزة. شرارات صغيرة تقفز بين المناطق المشحونة لأسطح الاحتكاك.

في دور الطباعة ، يصبح الورق مكهربًا أثناء الطباعة ، وتلتصق الأوراق ببعضها البعض. لمنع حدوث ذلك ، يتم استخدام أجهزة خاصة لاستنزاف الشحن. ومع ذلك ، يتم أحيانًا استخدام كهربة الهيئات على اتصال وثيق ، على سبيل المثال ، في العديد من آلات النسخ الكهربائي ، إلخ.

قانون حفظ الشحنة الكهربائية.

تثبت تجربة كهربة الصفائح أنه عند تكهربها عن طريق الاحتكاك ، يتم إعادة توزيع الشحنات الحالية بين الأجسام التي كانت محايدة في السابق. يمر جزء صغير من الإلكترونات من جسم إلى آخر. في هذه الحالة ، لا تظهر جزيئات جديدة ، ولا تختفي الجسيمات الموجودة سابقًا.

عند كهربة الهيئات ، قانون حفظ الشحنة الكهربائية. هذا القانون صالح لنظام لا يدخل من الخارج ولا تخرج منه الجسيمات المشحونة ، أي لـ نظام معزول.

في نظام معزول ، يتم حفظ المجموع الجبري لشحنات جميع الأجسام.

س 1 + س 2 + س 3 + ... + ف ن = ثوابت. (14.1)

حيث q 1 ، q 2 ، إلخ. هي رسوم الهيئات المشحونة الفردية.

قانون حفظ الشحنة له معنى عميق. إذا لم يتغير عدد الجسيمات الأولية المشحونة ، فإن قانون حفظ الشحنة يكون واضحًا. لكن الجسيمات الأولية يمكن أن تتحول إلى بعضها البعض ، وأن تولد وتختفي ، مما يمنح الحياة لجسيمات جديدة.

ومع ذلك ، في جميع الحالات ، يتم إنتاج الجسيمات المشحونة فقط في أزواج بشحنات من نفس المعامل وعكس الإشارة ؛ تختفي الجسيمات المشحونة أيضًا في أزواج فقط ، وتتحول إلى جزيئات محايدة. وفي جميع هذه الحالات ، يظل المجموع الجبري للتهم كما هو.

يتم تأكيد صحة قانون حفظ الشحنة من خلال الملاحظات لعدد كبير من التحولات للجسيمات الأولية. يعبر هذا القانون عن إحدى الخصائص الأساسية للشحنة الكهربائية. لا يزال سبب الحفاظ على الشحن غير معروف.