電荷保存則

世界で何が起こっても、宇宙には一定の総電荷が存在し、その大きさは常に変化しません。たとえある場所で何らかの理由で電荷が存在しなくなったとしても、それは必ず別の場所に存在することになります。つまり、電荷は永久に消えることはありません。

この事実はマイケル・ファラデーによって確立され、調査されました。彼はかつて自分の研究室に巨大な中空の金属球を組み立て、その外面に超高感度の検流計を接続しました。ボールの大きさにより、研究室全体をその中に入れることができました。

ファラデーも同様でした。彼は、自由に使えるさまざまな電気機器をボールに持ち込んで実験を始めました。ボールの中にいると、彼は毛皮でガラス棒をこすったり、静電気機械を起動したりし始めました。しかし、ファラデーがどんなに頑張っても、ボールの電荷は増加しませんでした。科学者はどうやっても告発を起こすことができなかった。

ガラス棒を毛皮で擦ると、たとえ棒がプラスに帯電しても、毛皮はすぐに同じ量だけマイナスに帯電し、毛皮と棒の電荷の合計はゼロになるため、これがわかります。 。

ファラデーの研究室に「追加」電荷が現れた場合、ボールの外側にある検流計は確かに電荷変更の事実を反映するだろうが、そのようなことは何も起こらなかった。フル充電が保存されます。

もう一つの例。中性子は最初は帯電していない粒子ですが、崩壊して陽子と電子になることがあります。そして、中性子自体は中性、つまり電荷がゼロですが、その崩壊の結果として生まれた粒子は、反対の符号の同じ数の電荷を帯びています。宇宙の総電荷はまったく変化せず、一定のままです。

別の例は、陽電子と電子です。陽電子は電子の反粒子であり、電子とは逆の電荷を持ち、本質的に電子の鏡像です。電子と陽電子が出会うと、ガンマ量子（電磁放射線）が誕生して互いに消滅しますが、総電荷は再び変化しません。逆のプロセスも当てはまります (上の図を参照)。

電荷保存則は次のように定式化されます。電気的に閉じられたシステムの電荷の代数和は保存されます。あるいは次のように、物体が相互作用するたびに、それらの総電荷は変化しません。

各部の電荷変化（量子化）

電荷には珍しい性質があり、常に部分的に変化します。荷電粒子を考えてみましょう。その電荷は、たとえば、電荷の 1 部分、または電荷の 2 部分、マイナス 1 またはマイナス 2 の部分にすることができます。基本的な（実際に存在する最小の長寿命粒子）負電荷は電子を持っています。

電子の電荷は 1.602 176 6208 (98) x 10-19 ペンダントです。この電荷量が最小部分（電荷量子）となる。微小な電荷は空間内のある場所から別の場所へさまざまな量で移動しますが、総電荷は常にどこでも保存され、原理的にはこれらの微小な部分の数として測定できます。

電荷は電界と磁界の発生源です

電荷が発生源であることは注目に値します。 電場と磁場… したがって、電気的アプローチにより、キャリアのいずれかの電荷量を決定することが可能になります。また、電荷は、帯電した物体と電場との相互作用の尺度です。その結果、電気は静止している電荷 (静電気、電場) または移動している電荷 (電流、磁場) に関連する現象であると主張できます。