Elektriskā lādiņa nezūdamības likums
Lai kas arī notiktu pasaulē, Visumā pastāv noteikts kopējais elektriskais lādiņš, kura lielums vienmēr paliek nemainīgs. Pat ja maksa kādu iemeslu dēļ pārstāj pastāvēt vienā vietā, tā noteikti nonāks citā vietā. Tas nozīmē, ka lādiņš nevar pazust uz visiem laikiem.
Šo faktu konstatēja un izmeklēja Maikls Faradejs. Reiz viņš savā laboratorijā uzcēla milzīgu dobu metāla lodi, kuras ārējai virsmai pieslēdza īpaši jutīgu galvanometru. Bumbiņas izmērs ļāva tajā ievietot veselu laboratoriju.
Un arī Faradejs. Viņš sāka ienest bumbā visdažādāko elektroiekārtu, kas bija viņa rīcībā, un tad sāka eksperimentēt. Atrodoties bumbā, viņš sāka berzēt stikla stieņus ar kažokādu, iedarbināja elektrostatiskās iekārtas utt. Bet, lai kā Faradejs centās, bumbas lādiņš nepalielinājās. Zinātniekam nekādā gadījumā neizdevās izveidot lādiņu.
Un mēs to saprotam, jo, berzējot stikla stieni ar kažokādu, lai gan stienis iegūst pozitīvu lādiņu, kažoks uzreiz iegūst negatīvu lādiņu par tādu pašu daudzumu, un kažokādas un stieņa lādiņa summa ir nulle. .
Galvanometrs ārpus lodītes noteikti atspoguļotu lādiņa maiņas faktu, ja Faradeja laboratorijā parādītos "papildu" lādiņš, taču nekas tamlīdzīgs nenotiktu. Pilna uzlāde ir saglabāta.
Vēl viens piemērs. Neitrons sākotnēji ir neuzlādēta daļiņa, bet neitrons var sadalīties protonā un elektronā. Un, lai gan pats neitrons ir neitrāls, tas ir, tā lādiņš ir nulle, daļiņas, kas dzimušas tā sabrukšanas rezultātā, nes elektriskos lādiņus ar pretēju zīmi un vienādu skaitu. Visuma kopējais lādiņš nemaz nav mainījies, tas paliek nemainīgs.
Vēl viens piemērs ir pozitrons un elektrons. Pozitrons ir elektrona antidaļiņa, tam ir pretējs elektrona lādiņš un būtībā tas ir elektrona spoguļattēls. Tiklīdz tie satiekas, elektrons un pozitrons iznīcina viens otru, jo rodas gamma kvants (elektromagnētiskais starojums), bet kopējais lādiņš atkal paliek nemainīgs. Patiess ir arī apgrieztais process (skat. attēlu augstāk).
Elektriskā lādiņa nezūdamības likums formulēts šādi: tiek saglabāta elektriski slēgtas sistēmas lādiņu algebriskā summa. Vai arī šādi: ar katru ķermeņu mijiedarbību to kopējais elektriskais lādiņš paliek nemainīgs.
Elektriskā lādiņa izmaiņas daļās (kvantētas)
Elektrības lādiņam ir neparasta īpašība — tas vienmēr mainās pa daļām. Apsveriet lādētu daļiņu. Tā lādiņš var būt, piemēram, viena lādiņa daļa vai divas lādiņa daļas, mīnus viena vai mīnus divas daļas.Elementāram (minimāli eksistējošam ilgstošai daļiņai) negatīvam lādiņam ir elektrons.
Elektronu lādiņš ir 1,602 176 6208 (98) x 10-19 Kulons. Šis lādiņa daudzums ir minimālā daļa (elektriskā lādiņa kvants). Minūtie elektriskā lādiņa gabali var pārvietoties dažādos daudzumos no vienas vietas telpā uz citu, bet kopējais lādiņš vienmēr un visur tiek saglabāts, un principā to var izmērīt kā šo mazo gabalu skaitu.
Elektriskie lādiņi ir elektrisko un magnētisko lauku avoti
Ir vērts atzīmēt, ka elektriskie lādiņi ir avoti elektriskie un magnētiskie lauki… Tāpēc elektriskā pieeja ļauj noteikt lādiņa lielumu vienam vai otram tā nesējam. Arī lādiņš ir uzlādēta ķermeņa mijiedarbības ar elektrisko lauku mērs. Rezultātā elektrību var uzskatīt par parādību, kas saistīta ar lādiņiem miera stāvoklī (statiskā elektrība, elektriskais lauks) vai kustībā (strāva, magnētiskais lauks).