|
Ten artykuł należy dopracować:
Jakie jest jej znaczenie. Jak tłumaczona jest w różnych teoriach.
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się na stronie dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu. |
Zasada zachowania ładunku elektrycznego – jedna z zasad zachowania, którą można sformułować na kilka sposobów
W izolowanym układzie ciał całkowity ładunek elektryczny, czyli suma algebraiczna ładunków dodatnich i ujemnych, nie ulega zmianie |
-
Zmiana ładunku układu może zachodzić tylko na drodze przepływu ładunku |
-
Potocznie zasada zachowania ładunku znaczy tyle co: "ładunek elektryczny jest niezniszczalny; nigdy nie ginie i nie może być stworzony. Ładunki elektryczne mogą się przemieszczać z jednego miejsca w inne, ale nigdy nie biorą się znikąd. Mówimy więc, że ładunek elektryczny jest zachowany."[1] Mimo, iż ta definicja dobrze obrazuje samą zasadę, to jednak nie jest ona do końca ścisła, ponieważ, jak współczesne badania wykazały, nie jest prawdą twierdzenie, że ładunki są niezniszczalne i nie można ich wytworzyć. Podczas anihilacji dwie cząstki o przeciwnych ładunkach przestają istnieć zamieniając się na energię pola elektromagnetycznego. Znikają również ich ładunki, ale całkowity ładunek układu (równy 0) pozostaje niezmieniony. Odwrotnie dzieje się w procesie kreacji par (np. proton-antyproton), gdzie kosztem energii pola powstają dwie cząstki o przeciwnych ładunkach).
Przykłady i konsekwencje
Jedną z bezpośrednich konsekwencji zasady zachowania ładunku jest pierwsze prawo Kirchhoffa. Może ono być sformułowane w sposób nawiązujący do zasady zachowania ładunku w następujący sposób:
Ilość ładunków wpływających do węzła sieci równa jest ilości ładunków wypływających z tego węzła.
Zasada zachowania ładunku a symetrie
Zachowanie ładunku elektrycznego wynika z niezmienniczości względem transformacji cechowania funkcji falowej cząstki naładowanej (np. elektronu)
Transformacje generowane są przez ciągły kąt α, ich zbiór tworzy prostą grupę Liegojednowymiarowych macierzy unitarnych U(1). Lokalna ( gdy kąt α(x,t) jest zmienny w czasie i przestrzeni) grupa cechowania U(1) jest przyczyna istnienia fundamentalnego oddziaływania elektromagnetycznego.
Konsekwencją tej niezmienniczości jest bezmasowość fotonu (m=0), fakt, że światło w próżni propaguje się z prędkością fundamentalną c (nazywaną z powodów historycznych prędkością światła). Następną konsekwencją jest dalekozasięgowość oddziaływania elektromagnetycznego,potencjał
-
Zasada zachowania ładunku jest przykładem zasady, która wynika z symetrii różnych od symetriiczasu i przestrzeni.
Przypisy
- Skocz do góry↑ Richard P. Feynman: Feynmana wykłady z fizyki Tom II. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1974, s. 222.