Undang-undang Pemuliharaan Caj Elektrik
Apa sahaja yang berlaku di dunia, terdapat jumlah cas elektrik tertentu di alam semesta, yang saiznya sentiasa tidak berubah. Walaupun caj atas sebab tertentu tidak lagi wujud di satu tempat, ia pasti akan berakhir di tempat lain. Ini bermakna caj itu tidak boleh hilang selama-lamanya.
Fakta ini telah ditubuhkan dan disiasat oleh Michael Faraday. Dia pernah mendirikan bebola logam berongga besar di makmalnya, ke permukaan luar yang dia sambungkan galvanometer ultra-sensitif. Saiz bola memungkinkan untuk meletakkan seluruh makmal di dalamnya.
Begitu juga dengan Faraday. Dia mula membawa masuk ke dalam bola peralatan elektrik yang paling pelbagai yang ada padanya, dan kemudian mula bereksperimen. Berada di dalam bola, dia mula menggosok batang kaca dengan bulu, memulakan mesin elektrostatik, dll. Tetapi tidak kira betapa keras Faraday mencuba, caj bola tidak meningkat. Sama sekali tidak saintis berjaya mencipta caj.
Dan kami memahami ini kerana apabila anda menggosok batang kaca dengan bulu, walaupun rod mendapat cas positif, bulu serta-merta mendapat cas negatif dengan jumlah yang sama, dan jumlah cas pada bulu dan rod adalah sifar .
Galvanometer di luar bola sudah tentu akan mencerminkan fakta perubahan caj jika caj "tambahan" muncul di makmal Faraday, tetapi tiada apa-apa yang berlaku. Caj penuh disimpan.
Contoh yang lain. Neutron pada mulanya adalah zarah tidak bercas, tetapi neutron boleh mereput menjadi proton dan elektron. Dan walaupun neutron itu sendiri adalah neutral, iaitu, casnya adalah sifar, zarah-zarah yang dilahirkan akibat pereputannya membawa cas elektrik dengan tanda yang bertentangan dan sama bilangannya. Jumlah caj alam semesta tidak berubah sama sekali, ia kekal malar.
Contoh lain ialah positron dan elektron. Positron ialah antizarah elektron, ia mempunyai cas yang bertentangan dengan elektron dan pada asasnya adalah imej cermin elektron. Sebaik sahaja mereka bertemu, elektron dan positron memusnahkan satu sama lain sebagai gamma-kuantum (sinaran elektromagnet) dilahirkan, tetapi jumlah cas sekali lagi kekal tidak berubah. Proses sebaliknya juga benar (lihat rajah di atas).
Undang-undang pemuliharaan cas elektrik dirumuskan seperti berikut: jumlah algebra bagi cas bagi sistem tertutup elektrik dipelihara. Atau seperti ini: dengan setiap interaksi badan, jumlah cas elektrik mereka kekal tidak berubah.
Perubahan cas elektrik dalam bahagian (dikuantisasi)
Caj elektrik mempunyai sifat luar biasa—ia sentiasa berubah dalam bahagian. Pertimbangkan zarah bercas. Cajnya boleh, sebagai contoh, satu bahagian caj atau dua bahagian caj, tolak satu atau tolak dua bahagian.Caj negatif asas (minimum sebenarnya zarah berumur panjang) mempunyai elektron.
Caj elektron ialah 1.602 176 6208 (98) x 10-19 Loket. Jumlah cas ini adalah bahagian minimum (kuantum cas elektrik). Kepingan minit cas elektrik boleh bergerak dalam jumlah yang berbeza-beza dari satu tempat di angkasa ke tempat lain, tetapi jumlah cas sentiasa dan di mana-mana dipelihara, dan pada dasarnya boleh diukur sebagai bilangan kepingan minit ini.
Caj elektrik adalah sumber medan elektrik dan magnet
Perlu diingat bahawa cas elektrik adalah sumber medan elektrik dan magnet… Oleh itu, pendekatan elektrik membolehkan untuk menentukan jumlah cas pada satu atau satu lagi pembawanya. Juga, cas ialah ukuran interaksi jasad bercas dengan medan elektrik. Akibatnya, elektrik boleh dikatakan sebagai fenomena yang dikaitkan dengan cas pada keadaan pegun (elektrik statik, medan elektrik) atau bergerak (arus, medan magnet).