电荷

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荷是物质的物理特性,它使带电物质在置于电磁场中时会受到力。 荷可以是正的或负的(通常分别由质子和电子携带)。 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 没有净电荷的物体被称为中性。 关于带电物质如何相互作用的早期知识现在称为经典电动力学,并且对于不需要考虑量子效应的问题仍然是准确的。

电荷是受保护的财产; 孤立系统的净电荷,即正电荷量减去负电荷量,不能改变。 电荷由亚原子粒子携带。 在普通物质中,负电荷由电子携带,正电荷由原子核中的质子携带。 如果一块物质中的电子多于质子,它就会带负电荷,如果数量少,它就会带正电荷,如果数量相等,它就会呈中性。 电荷被量化; 它是称为基本电荷 e 的单个小单位的整数倍,约为 1.602×10−19 C,这是可以自由存在的最小电荷(称为夸克的粒子具有更小的电荷,是 1/3e 的倍数,但它们是 仅在组合中发现,并且总是组合形成电荷为 e) 整数倍的粒子。 质子带+e电荷,电子带-e电荷。

荷产生电场。 移动的电荷也会产生磁场。 电荷与电磁场(电场和磁场的结合)的相互作用是电磁(或洛伦兹)力的来源,它是物理学中的四种基本力之一。 研究带电粒子之间光子介导的相互作用称为量子电动力学

电气工程中,也经常使用安培小时 (A⋅h)。 在物理学和化学中,通常使用基本电荷 (e) 作为单位。 化学还使用法拉第常数,它是一摩尔基本电荷的电荷。 小写字母 q 通常表示电荷。

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电荷是物质的基本属性,在存在其他带电荷的物质的情况下表现出静电吸引或排斥。 电荷是许多亚原子粒子的特征。 独立粒子的电荷是基本电荷 e 的整数倍; 我们说电荷是量子化的。 迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 在他的电解实验中,是xxx个注意到电荷离散性质的人。 密立根的油滴实验直接证明了这一事实,并测量了基本电荷。 已经发现一种类型的粒子,夸克,具有-1/3 或+2/3 的分数电荷,但据信它们总是以整数电荷的倍数出现; 从未观察到独立的夸克。

按照惯例,电子的电荷是负的,-e,而质子的电荷是正的,+e。 电荷符号相同的带电粒子相互排斥,电荷符号不同的粒子相互吸引。 库仑定律量化两个粒子之间的静电力,断言该力与电荷的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。 反粒子的电荷等于相应粒子的电荷,但符号相反。

宏观物体的电荷是组成它的粒子所带电荷的总和。 这种电荷通常很小,因为物质是由原子组成的,而原子通常具有相等数量的质子和电子,在这种情况下,它们的电荷相互抵消,产生的净电荷为零,从而使原子呈中性。

电荷

离子是失去一个或多个电子的原子(或原子团),使其带有净正电荷(阳离子),或获得一个或多个电子,使其带有净负电荷(阴离子)。 单原子离子由单个原子形成,而多原子离子由两个或多个键合在一起的原子形成,在每种情况下都会产生带正或负净电荷的离子。

在宏观物体的形成过程中,组成原子和离子通常结合形成由与中性原子电结合的中性离子化合物组成的结构。 因此,宏观物体总体上趋向于中性,但宏观物体很少是完全净中性的。

有时,宏观物体包含分布在整个材料中的离子,这些离子被牢固地束缚在适当的位置,从而为物体提供整体净正电荷或负电荷。 此外,由导电元素制成的宏观物体可以或多或少容易地(取决于元素)呈现或给出 。

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