Эдвард М. Парселл
"ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ"
(БЕРКЛЕЕВСКИЙ КУРС ФИЗИКИ, ТОМ II)
М.; "НАУКА", 1971г.

ГЛАВА 1

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

1.2. 

Сохранение заряда

Полный заряд изолированной системы представляет собой величину, которая никогда не изменяется. Под изолированной мы понимаем такую систему, через границы которой не может проникнуть никакое другое вещество. Свет может входить и выходить из системы, не нарушая этого принципа, так как фотоны не несут зарядов. Например, в тонкостенном ящике, помещенном в вакууме и подвергающемся действию гамма-лучей, можно наблюдать создание пары - отрицательного и положительного электронов, при котором фотон с высокой энергией прекращает свое существование (рис.1.1). Произошло создание двух новых электрически заряженных частиц, но изменение полного заряда внутри и снаружи ящика равно нулю. Закон сохранения заряда был бы нарушен в случае создания положительно заряженной частицы без одновременного создания отрицательно заряженной. Такое явление никогда не наблюдалось.

Рис. 1.1. Заряженные частицы рождаются парами с равными и разноименными зарядами.

Конечно, если бы электрические заряды электрона и позитрона не были в точности равны по величине, то создание пары нарушило бы строгий закон сохранения заряда. Но опыт показывает, что их заряды равны. Интересную экспериментальную проверку этого равенства дает атомная система, называемая позитронием. Она состоит из электрона и позитрона. Этот любопытный "атом" может существовать достаточно долго, чтобы его можно было подробно изучить - примерно около одной десятой доли микросекунды. Он ведет себя так, как будто он электрически совершенно нейтрален. Большинство физиков были бы очень удивлены или отнеслись бы весьма скептически к наблюдению какой-нибудь разницы в величине зарядов электрона и позитрона. Действительно, соотношение между электроном и позитроном аналогично соотношению между частицей и античастицей. В этом абсолютном равенстве зарядов, а также в равенстве масс проявляется какая-то универсальная симметрия природы, свойственная частице и античастице. Можно думать, что сохранение заряда является тогда только следствием несколько более общего закона сохранения, управляющего созданием и уничтожением частиц. Но может быть и так, что сохранение заряда представляет собой первичное требование, которому должны подчиняться все остальные законы. Имеют ли смысл эти вопросы? Пока что мы не знаем этого.

В процессе изучения электромагнетизма становится ясным, что несохранение заряда было бы совершенно несовместимым со строением нашей современной электромагнитной теории. Следовательно, закон сохранения заряда мы можем сформулировать либо как постулат теории, либо как эмпирический закон, подкрепленный всеми без исключения наблюдениями, проводившимися до сих пор:

В изолированной системе полный электрический заряд, т.е. алгебраическая сумма положительного и отрицательного зарядов, остается постоянным.

Рано или поздно мы должны будем спросить: удовлетворяет ли этот закон условию релятивистской инвариантности? Гл. 5 посвящена обсуждению этого важного вопроса. Ответ будет положительным и не только в том смысле, что вышеприведенная формулировка справедлива в любой заданной инерциальной системе координат, но и в более строгом смысле; расположенные в различных системах координат наблюдатели, измеряя заряд, получают одно и то же число. Другими словами, полный электрический заряд изолированной системы является релятивистски инвариантным числом.

В этой главе:
1.1. Электрический заряд
1.2. Сохранение заряда
1.3. Квантование заряда
1.4. Закон Кулона
1.5. Энергия системы зарядов
1.6. Электрическая энергия кристаллической решетки
1.7. Электрическое поле
1.8. Распределение зарядов
1.9. Поток
1.10. Закон Гаусса
1.11. Поле сферического распределения зарядов
1.12. Поле линейного заряда
1.13. Поле бесконечно большого плоского заряженного слоя
СОЛНЕЧНАЯ ЗАРЯДКА со встроенным аккумулятором!

Вы только на емкость встроенного аккумулятора взгляните - более чем 7 А·ч...

Удобная почтовая доставка не только по России...

 
Более 3000 типов оригинальных аккумуляторов...

...для смартфонов и мобильных телефонов LG, Samsung, Motorola, Nokia, Sony Ericsson и др.

Доставка почтой, курьером...

webmaster@radio-1895.ru