電荷
編輯荷是物質的物理特性,它使帶電物質在置于電磁場中時會受到力。 荷可以是正的或負的(通常分別由質子和電子攜帶)。 同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。 沒有凈電荷的物體被稱為中性。 關于帶電物質如何相互作用的早期知識現在稱為經典電動力學,并且對于不需要考慮量子效應的問題仍然是準確的。
電荷是受保護的財產; 孤立系統的凈電荷,即正電荷量減去負電荷量,不能改變。 電荷由亞原子粒子攜帶。 在普通物質中,負電荷由電子攜帶,正電荷由原子核中的質子攜帶。 如果一塊物質中的電子多于質子,它就會帶負電荷,如果數量少,它就會帶正電荷,如果數量相等,它就會呈中性。 電荷被量化; 它是稱為基本電荷 e 的單個小單位的整數倍,約為 1.602×10?19 C,這是可以自由存在的最小電荷(稱為夸克的粒子具有更小的電荷,是 1/3e 的倍數,但它們是 僅在組合中發現,并且總是組合形成電荷為 e) 整數倍的粒子。 質子帶+e電荷,電子帶-e電荷。
荷產生電場。 移動的電荷也會產生磁場。 電荷與電磁場(電場和磁場的結合)的相互作用是電磁(或洛倫茲)力的來源,它是物理學中的四種基本力之一。 研究帶電粒子之間光子介導的相互作用稱為量子電動力學。
在電氣工程中,也經常使用安培小時 (A?h)。 在物理學和化學中,通常使用基本電荷 (e) 作為單位。 化學還使用法拉第常數,它是一摩爾基本電荷的電荷。 小寫字母 q 通常表示電荷。
概覽
編輯電荷是物質的基本屬性,在存在其他帶電荷的物質的情況下表現出靜電吸引或排斥。 電荷是許多亞原子粒子的特征。 獨立粒子的電荷是基本電荷 e 的整數倍; 我們說電荷是量子化的。 邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 在他的電解實驗中,是xxx個注意到電荷離散性質的人。 密立根的油滴實驗直接證明了這一事實,并測量了基本電荷。 已經發現一種類型的粒子,夸克,具有-1/3 或+2/3 的分數電荷,但據信它們總是以整數電荷的倍數出現; 從未觀察到獨立的夸克。
按照慣例,電子的電荷是負的,-e,而質子的電荷是正的,+e。 電荷符號相同的帶電粒子相互排斥,電荷符號不同的粒子相互吸引。 庫侖定律量化兩個粒子之間的靜電力,斷言該力與電荷的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。 反粒子的電荷等于相應粒子的電荷,但符號相反。
宏觀物體的電荷是組成它的粒子所帶電荷的總和。 這種電荷通常很小,因為物質是由原子組成的,而原子通常具有相等數量的質子和電子,在這種情況下,它們的電荷相互抵消,產生的凈電荷為零,從而使原子呈中性。
離子是失去一個或多個電子的原子(或原子團),使其帶有凈正電荷(陽離子),或獲得一個或多個電子,使其帶有凈負電荷(陰離子)。 單原子離子由單個原子形成,而多原子離子由兩個或多個鍵合在一起的原子形成,在每種情況下都會產生帶正或負凈電荷的離子。
在宏觀物體的形成過程中,組成原子和離子通常結合形成由與中性原子電結合的中性離子化合物組成的結構。 因此,宏觀物體總體上趨向于中性,但宏觀物體很少是完全凈中性的。
有時,宏觀物體包含分布在整個材料中的離子,這些離子被牢固地束縛在適當的位置,從而為物體提供整體凈正電荷或負電荷。 此外,由導電元素制成的宏觀物體可以或多或少容易地(取決于元素)呈現或給出 。
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