这项指控是何时以及如何被发现的?物体为什么带电?为什么会有正负电荷?有没有第三种电?
后来人们对电的认识有了发展,但电荷这个名字还是保留了下来。
电荷是物质、原子或电子携带的电量。单位是库仑(标为C),缩写为库。
我们常常把“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并不是“粒子”,只是为了方便描述,我们常常把它们想象成粒子。所以说电荷多的人电荷多,电荷的多少决定了力场(库仑力)的大小。另外,根据电场力的方向性,电荷可分为正负电荷,电子带负电。
根据库仑定律,电荷相同的物体会互相排斥,电荷不同的物体会互相吸引。排斥力或吸引力与电荷的乘积成正比。
点电荷
点电荷是带电粒子的理想模型。没有真正的点电荷。只有当带电粒子之间的距离远大于粒子的大小,或者带电粒子的形状和大小对相互作用力的影响足以忽略时,这种带电体才能称为“点电荷”。物质的固有属性。电荷有两种:正电荷和负电荷。由于摩擦、加热、辐射和化学变化,一个物体失去一些电子就带正电,获得一些电子就带负电。带有过多正电荷或负电荷的物体称为带电体,有时也称为电荷。
电荷之间存在相互作用。静电荷在周围空间产生静电场,而运动电荷产生磁场和电场。所以静电荷和动电荷都受到电场力,只有动电荷才能受到磁场力。
实际带电体能否视为点电荷,不仅与带电体本身有关,还取决于问题的性质和精度。点电荷是建立基本定律时必要的抽象概念,也是分析复杂问题时不可缺少的分析手段。比如库仑定律和洛仑兹定律的建立,电场和带电体间相互作用的定量研究,实验电荷的引入等。,都应用点电荷的概念。
粒子电荷
在粒子物理学中,许多粒子都是带电的。电荷在粒子物理学中是一个加性量子数,电荷守恒定律同样适用于粒子。反应前粒子的电荷之和等于反应后粒子的电荷之和,对于强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用都是严格成立的。
电荷特性
自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷。用丝摩擦的玻璃棒的电荷叫正电荷,用毛摩擦的橡胶棒的电荷叫负电荷。电荷最基本的性质是:同种电荷相斥,异种电荷相吸。物质的固有属性之一。琥珀摩擦后能吸引轻小物体是最早的发现。然后发现雷击、感应、加热、辐照等都能使物体带电。电分为正负,相同的符号相斥,不同的符号相吸,正负结合,相互中和。电可以转,总量不变。
物质的基本单位是原子,原子由电子和原子核组成,原子核由质子和中子组成。电子带负电,质子带正电,是正负电荷的基本单位,中子不带电。所谓不带电的物体,就是电子数等于质子数,带电的物体就是这种平衡的破坏。自然界中,没有脱离物质而单独存在的电荷。在孤立系统中,无论发生什么,电子和质子的总数不变,只是结合方式或位置发生变化,所以电荷必然守恒。
为了说明电荷的特性,我们不妨用质量做一些类比。电荷有正负,所以电的斥力和引力是有区别的,质量只有一种,总是相互吸引的。正是这种差异,使得电被屏蔽,而重力却无法被屏蔽。a爱因斯坦描述了质量随运动而变化的相对论效应;但电子、质子和所有带电体的电量并不会因为运动而改变,电量是相对论不变量。电荷是量子的,任何电荷都是电子电荷e的整数倍,e的精确值(建议值1986)为:e = 1.60217733×10-20e-19。质子和电子电荷之差(绝对值)小于65438。电子非常稳定,寿命估计超过101亿年,比目前预测的宇宙年龄要长很多。
所谓分数电荷[1]是指比电子的电荷小的电荷。如果存在,将动摇电子和质子作为电荷元素的地位,具有重要的理论意义。1964年,M. Gail-Mann提出强子是由夸克组成的理论,并预言夸克有很多种,它们的电荷是不同的。但是没有关于分数电荷存在的项目,属于粒子物理理论研究领域。电荷轭宇称(CP)对称性涉及空间和物质的基本对称性,一直是粒子物理研究的前沿领域。克罗宁和惠誉因发现CP破坏获得诺贝尔奖。但他们发现的只是间接CP破坏,既可以用弱作用解释,也可以用超弱作用解释。为了区分它们,我们必须研究直接CP破坏。这不仅对探索自然界中新的力和理论具有重要意义,而且对理解CP损伤的起源也具有关键作用。物理学家从1964开始致力于CP直接损伤的研究。
对近40年来的CP直接破坏进行了探索,给出了更为准确和自洽的理论预言,并被欧洲核中心的NA48和美国费米实验室的KTeV两个重要实验所证实。因此,实验和理论首次在自然界确立了直接CP失效的存在,成功检验了标准模型的CP失效机制,排除了超弱相互作用理论。同时,该项目解释了困扰粒子物理领域近50年的所谓δ I = 1/2法则。被国际同行公认为“北京组”,被国际主要实验和理论专家认可和引用。本项目系统地研究了自发CP对称性破缺的双黑格尔二元模型(S2HDM)中的一些重要物理现象,指出S2HDM可以成为CP破缺起源的一个新的物理模型。吴月良在国际核心期刊上发表论文数十篇,总引用率超过1000次,是电荷宇称对称性破坏和夸克-轻子味物理理论研究的主要完成者。发表在《美国物理评论快报》(PRL)上的论文被引用超过90次。
电荷实验
高压产生的电荷两种电荷学生实验:将学生分组。
实验设备包括:
(1),两根玻璃棒和两根橡胶棒;
(2)两件毛皮和两件丝绸;
(3)、支架;为了避免实验中电荷流失,最好两个学生同时操作;
实验过程:
(1),两个学生同时用丝摩擦玻璃棒,使其带电。把一个放在支架上。注意:记住是哪一端充电。不要用手触摸带电的一端。用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端,观察会发生什么。
(2)用皮毛摩擦橡胶棒,重复刚才的实验;
(3)刚才做实验的是擦了丝的玻璃棒和擦了毛的橡胶棒。
实验总结;人们用各种材料做了大量的实验。发现用丝擦的玻璃棒互相吸引的带电物体,一定和用毛擦的胶棒互相排斥。所有橡胶棒与毛皮摩擦会互相吸引,玻璃棒与丝绸摩擦会互相排斥。也就是说,一个物体的电荷要么与被丝绸摩擦的玻璃棒的电荷相同,要么与被皮毛摩擦的橡胶棒的电荷相同。没有第三种可能。自然界只有两种电荷。美国科学家富兰克林规定了这两种电荷:被丝绸摩擦的玻璃棒的电荷叫正电荷,被皮毛摩擦的橡胶棒的电荷叫负电荷。1,电荷相互作用定律:同性电荷相斥,异性电荷相吸,大小由库仑定律计算。2.点电荷力是一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。3.库仑定律的适用条件:真空中静态点电荷之间的相互作用力(即使是带电体,甚至是带电球壳)。
收费历史
沥青电荷为65,438+0,785,库仑(C.A. Coulomb,65,438+0,736-65,438+0,806)通过他的扭秤实验获得了静电作用定律,人类进入了对电磁现象的定量研究。
1820年,H.C .奥斯特(1771-1851)发现了电流的磁效应。
1820年,a . m . ampère(1775-1836)发现了电流之间的相互作用定律。
1831年,法拉第(M. Faraday,1791-1867)发现了电磁感应定律。
1864年,麦克斯韦(J.C. Maxwell,1831-1879)在总结前人实验规律的基础上提出了电磁场方程组,并从他的方程组中预言了电磁波的存在,进而指出了光的电磁本质。
1887年,赫兹(1857-1894)通过实验证明了电磁波的存在,并整理简化了麦克斯韦方程组。
1895年,洛伦兹(H.A. Lorenz,1853-1928)发表了《电子的理论》,给出了电磁场中电荷的作用力公式。至此,经典电磁理论的基础已经建立。
1897年,J·J·汤普孙(1856-1940)在阴极射线管中发现了电子(e-),这是人类历史上发现的第一个基本粒子。物理学家发现了大量带电或电中性粒子,包括质子(P)、正电子(e+)和中子(N)。
发现指控
纳米粒子放出电荷1897J·J·汤普孙在阴极射线实验中发现了电子,这是人类发现的第一个基本粒子。2003年,R.A .密立根多次用“油滴”实验测量电子的荷质比。
1911E。卢瑟福根据粒子与金属箔碰撞的散射实验提出了原子成核模型;1920年推测,原子核中除了带正电的“质子”之外,还应该存在一种中性粒子。
1930 A.M .狄拉克将相对论引入量子力学,提出相对论电子理论,预言了电子的反粒子正电子的存在(还预言了磁单极子的存在)。
1932 C.D .安德森在宇宙射线中发现了正电子,证实了狄拉克预测J .查德威克发现了中子,证实了卢瑟福猜想W.K .海森堡和伊万尼科分别建立了原子核由质子和中子组成的假说。
1935 H .汤川提出了强作用介子理论;1950年,C.F .鲍威尔在宇宙射线中发现了P介子。
1937 C.D .安德森在宇宙射线中发现了M粒子。
1947-在宇宙射线和加速器中发现了许多奇怪的粒子:L超子,K介子,X超子,W超子1955 O.Chamberlain和E. G. Segre在加速器中发现了反质子。
1964 M.Gell-Mann和G.Zweig提出强子结构的夸克模型。从1980年代开始,理论预言的束缚态三色六味的夸克和反夸克在加速器的电子质子碰撞实验中被发现(最重的T夸克直到1995年才被发现)。
1964一群科学家在CERN的加速器里发现了一个由反质子和反中子组成的反氘子。
1983 C.Rubbia等人在CERN发现了电弱统一理论预言的W和Z0粒子。