Zákon zachovania elektrického náboja
Čokoľvek sa vo svete deje, vo vesmíre existuje určitý celkový elektrický náboj, ktorého veľkosť zostáva vždy nezmenená. Aj keď náboj z nejakého dôvodu prestane existovať na jednom mieste, určite skončí na inom mieste. To znamená, že náboj nemôže zmiznúť navždy.
Túto skutočnosť zistil a preskúmal Michael Faraday. Raz vo svojom laboratóriu vztýčil obrovskú dutú kovovú guľu, na ktorej vonkajší povrch pripojil ultracitlivý galvanometer. Veľkosť gule umožnila umiestniť do nej celé laboratórium.
A tak urobil Faraday. Do plesu začal vnášať najrôznejšie elektrické zariadenia, ktoré mal k dispozícii, a potom začal experimentovať. Keď bol v guli, začal potierať sklenené tyče kožušinou, spúšťať elektrostatické stroje atď. Ale bez ohľadu na to, ako veľmi sa Faraday snažil, náboj lopty sa nezvýšil. Vedcom sa v žiadnom prípade nepodarilo vytvoriť náboj.
A chápeme to, pretože keď potriete sklenenú tyčinku kožušinou, hoci tyčinka dostane kladný náboj, kožušina okamžite dostane záporný náboj o rovnakú hodnotu a súčet náboja na kožušine a tyčinke je nula. .
Galvanometer mimo gule by určite odrážal skutočnosť zmeny náboja, ak by sa vo Faradayovom laboratóriu objavila „extra“ náboj, ale nič také sa nestalo. Úplné nabitie sa ušetrí.
Ďalší príklad. Neutrón je spočiatku nenabitá častica, ale neutrón sa môže rozpadnúť na protón a elektrón. A hoci samotný neutrón je neutrálny, to znamená, že jeho náboj je nulový, častice narodené v dôsledku jeho rozpadu nesú elektrické náboje opačného znamienka a rovnakého počtu. Celkový náboj vesmíru sa vôbec nezmenil, zostáva konštantný.
Ďalším príkladom je pozitrón a elektrón. Pozitron je antičastica elektrónu, má opačný náboj ako elektrón a je v podstate zrkadlovým obrazom elektrónu. Akonáhle sa stretnú, elektrón a pozitrón sa navzájom anihilujú, keď sa zrodí gama-kvantum (elektromagnetické žiarenie), ale celkový náboj opäť zostane nezmenený. Platí aj opačný proces (pozri obrázok vyššie).
Zákon zachovania elektrického náboja je formulovaný nasledovne: algebraický súčet nábojov elektricky uzavretého systému je zachovaný. Alebo takto: pri každej interakcii telies zostáva ich celkový elektrický náboj nezmenený.
Zmeny elektrického náboja v častiach (kvantované)
Elektrický náboj má nezvyčajnú vlastnosť – vždy sa mení po častiach. Uvažujme nabitú časticu. Jeho náboj môže byť napríklad jedna časť náboja alebo dve časti náboja, mínus jedna alebo mínus dve časti.Elementárny (minimálne skutočne existujúce častice s dlhou životnosťou) záporný náboj má elektrón.
Elektrónový náboj je 1,602 176 6208 (98) x 10-19 prívesok. Toto množstvo náboja je minimálna časť (kvantum elektrického náboja). Drobné kúsky elektrického náboja sa môžu pohybovať v rôznych množstvách z jedného miesta v priestore na druhé, ale celkový náboj je vždy a všade zachovaný a v zásade sa dá merať ako počet týchto nepatrných kúskov.
Elektrické náboje sú zdrojom elektrického a magnetického poľa
Stojí za zmienku, že elektrické náboje sú zdrojom elektrické a magnetické polia… Elektrický prístup teda umožňuje určiť množstvo náboja na jednom alebo druhom z jeho nosičov. Náboj je tiež mierou interakcie nabitého telesa s elektrickým poľom. V dôsledku toho možno elektrinu tvrdiť ako jav spojený s pokojovými nábojmi (statická elektrina, elektrické pole) alebo pohybom (prúd, magnetické pole).