百科知识网

电荷守恒是什么意思

发布时间：2025-10-08 | 来源：互联网转载和整理

物理学的基本定律之一 。

它指出对于一个孤立系统，不论发生什么变化 ，其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明，如果某一区域中的电荷增加或减少了，那么必定有等量的电荷进入或离开该区域；如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷，那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。根据电荷守恒定律，单位时间从任一封闭曲面流出的电量应等于该封闭曲面内总电量变化率的负值（即等于单位时间封闭曲面内减少的电量）。如果没有电量补充，当封闭曲面内的电量全部流出后，此过程便将中止。所以为了维持持续恒定的电流，在电量从任一封闭曲面内流出的同时必须有相等的电量流入。换言之恒定电流应构成闭合的没有源头的回路，这是电荷守恒定律应用于恒定电流的结果。1843年，M.法拉第做了冰桶实验，并据此最早提出电荷守恒的观念。法拉第把白铁皮做的冰桶放在绝缘物上，用导线把冰桶外面与金箔验电器相接。用丝线将带电小黄铜球吊进冰桶内，随着小球的深入，验电器箔片逐渐张开并达到最大张角，尔后，即使小球再深入，甚至与冰桶接触，张角也不再变化。并且实验结果与冰桶内是否装有其他物质以及小球是否与之接触均无关。冰桶实验表明，其中的电荷可以转移变动，但不会无中生有，也不会变有为无，总量守恒。这是电荷守恒定律第一个令人满意的实验证明。电荷守恒定律是大量实验事实的总结适用于迄今所知的一切宏观过程和微观过程。质子和电子是正负电荷的基本单元。在各种物理过程中，电子和质子总数不变，只是组合方式或所在位置有所改变，因而电荷守恒是十分自然的。值得指出的近代物理学发现了大量有关基本粒子互相转化的事实。例如正、负电子e+、e-对撞湮没 ，产生两个γ光子；中子n的衰变式中p是质子；是反中微子。在这些过程中，出现了电荷的消失或产生，但反应物的总电荷等于生成物的总电荷，电荷仍守恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。