电荷的本质

2024-12-14 10:15:17
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回答1:

本为古代对电的一种称呼。
古代人类很早就观察到“摩擦起电”现象,并认识到电有正负二种,同种相斥,异种相吸,但是,无论是正电荷还是负电荷,都有着吸引轻小物体的能力。当时因不明白电的本质,认为电是附着在物体上的,因而称其为“电荷”,并把显示出这种斥力或引力的物体称带电体。有时也称带电体为“电荷”,如“自由电荷”。
后来人类对电的认识发展,但电荷的名称却沿用下来。
电荷是物质、原子或电子等所带的电的量。单位是库仑(记号为C)简称库。
我们常将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“粒子”,只是我们常将它想像成粒子以方便描述。因此带电量多者我们称之为具有较多电荷,而电量的多寡决定了力场(库仑力)的大小。此外,根据电场作用力的方向性,电荷可分为正电荷与负电荷,电子则带有负电。
根据库仑定律,带有同种电荷的物体之间会互相排斥,带有异种电荷的物体之间会互相吸引。排斥或吸引的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。真正的点电荷并不存在,只有当带电粒子之间的距离远大于粒子的尺寸,或是带电粒子的形状与大小对于相互作用力的影响足以忽略时,此带电体就能称为“点电荷”。 物质的一种固有属性.电荷有两种:正电荷和负电荷.物体由于摩擦、加热、射线照射、化学变化等原因,失去部分电子时物体带正电,获得部分电子时物体带负电.带有多余正电荷或负电荷的物体叫做带电体,习惯上有时把带电体叫做电荷.
电荷间存在相互作用.静止电荷在周围空间产生静电场,运动电荷除产生电场外还产生磁场.因此静止或运动的电荷都会受到电场力作用,只有运动电荷才能受磁场力作用.
一个实际带电体能否看作点电荷,不仅与带电体本身有关,还取决于问题的性质和精度的要求。点电荷是建立基本规律时必要的抽象概念,也是把分析复杂问题时不可少的分析手段。例如,库仑定律、洛伦兹定律的建立,带电体的电场以及带电体之间相互作用的定量研究,试验电荷的引入等等,都应用了点电荷的观念。
粒子的电荷
在粒子物理学中,许多粒子都带有电荷。电荷在粒子物理学中是一个相加性量子数,电荷守恒定律也适用于粒子,反应前粒子的电荷之和等于反应后粒子的电荷之和,这对于强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用都是严格成立的。
电荷的特征
自然界中的电荷只有两种,即正电荷和负电荷。由丝绸摩擦的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,由毛皮摩擦的橡胶棒所带的电荷叫负电荷。 电荷的最基本的性质是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。物质的固有属性之一。琥珀经摩擦后能够吸引轻小物体的现象是物体带电的最早发现。继而发现雷击、感应、加热、照射等等都能使物体带电。电分正、负,同号排斥,异号吸引,正负结合,彼此中和,电可以转移,此增彼减,而总量不变。
构成物质的基本单元是原子,原子由电子和原子核构成,核又由质子和中子构成 ,电子带负电 , 质子带正电,是正、负电荷的基本单元,中子不带电。所谓物体不带电就是电子数与质子数相等,物体带电则是这种平衡的破坏。在自然界中不存在脱离物质而单独存在的电荷 。 在一个孤立系统中,不管发生了什么变化,电子、质子的总数不变,只是组合方式或所在位置有所变化,因而电荷必定守恒。
为了说明电荷的特征,不妨与质量作一些类比。电荷有正、负之分,于是电力有排斥力和吸引力的区别,质量只有一种,其间总是相互吸引,正是这种区别,使电力可以屏蔽,引力则无从屏蔽。A.爱因斯坦描述了质量有随运动变化的相对论效应;而电子、质子以及一切带电体的电量都不因运动变化,电量是相对论性的不变量。电荷具有量子性,任何电荷都是电子电荷e的整数倍 ,e的精确值(1986年推荐值)为: e=1.60217733×10-19库质子与电子电量(绝对值)之差小于 10-20e,通常认为两者的绝对值完全相等。电子十分稳定 ,估计其寿命超过1010亿年,比迄今推测的宇宙年龄还要长得多。
所谓分数电荷[1]是指比电子电量小的电荷,如果存在,将动摇电子、质子作为电荷基元的地位,具有重要的理论意义。1964年,M.盖耳-曼提出强子由夸克组成的理论,预言夸克有多种,其电荷有、种。但尚没有关于分数电荷存在的该项目属于粒子物理理论研究领域。电荷共轭—宇称(CP)对称性涉及到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。Cronin和Fitch因发现CP破坏而荣获诺贝尔奖。但他们发现的只是间接CP破坏,既可由弱作用引起,也可由超弱作用来解释。要区分它们,必须研究直接CP破坏。这不仅对探索自然界新的作用力和理论有着重要意义,而且对弄清CP破坏的起源起着关键性的作用。自1964年起物理学家一直致力于对直接CP破坏的研究。
探索了近四十年的直接CP破坏给出更精确和自洽的理论预言,得到欧洲核子中心NA48和美国费米实验室KTeV两个重要实验的证实。由此实验和理论首次确立了自然界中直接CP破坏的存在,成功地检验了标准模型的CP破坏机制,排除了超弱作用理论。该项目同时解释了困扰粒子物理学界近五十年的所谓ΔI=1/2规则。被国际同行公认为“北京组”工作,得到国际上实验和理论主要专家的认可和引用。该项目对CP对称性自发破缺的双黑格斯二重态模型(S2HDM)中一些重要的物理唯象进行系统研究,指出S2HDM可以成为CP破坏起源的一种新物理模型。在电荷-宇称对称性破坏和夸克-轻子味物理理论研究方面,吴岳良作为主要完成人在国际核心刊物上发表了几十篇论文,总引用率达1000余次。发表在美国《物理评论快报》(PRL)上的论文单篇引用达90余次。
电荷的实验

回答2:

个人观点:

一、以时空为表象来探讨:
1.首先,电荷是产生电磁场的源;同时电荷在电磁场的作用下受力,从而运动状态发生改变。也就是说,在时空表象中,电荷是引起带电粒子在时空中运动的原因。
2.电荷是产生电磁波的源。而电磁波蕴含着有一个极重要时空性质:光速不变原理是狭义相对论的基本假设之一。因此,狭义相对论所揭示的时空性质与电荷的本质间有着重要联系。

二、初步分析:
1.现在理论表明,我们应该把粒子(电荷)的本质看做场(电磁场)。所谓电荷,就是能够产生电磁场的东西。
2.要注意电荷与质量的联系:电荷产生了电磁相互作用,但相互作用的最终对象是质量(或说有质量的粒子)。
3.要注意电荷与时空间的联系:狭义相对论所揭示的时空统一性与电磁场之间的关系。

三、结论:
1.电荷的终极本质必然与质量、时空等的本质紧密相连。它绝不仅仅是粒子运动状态的表现,也不是那种似乎有着经典图像的能够“附着”的物质。它是一种性质,或说是具有某种性质的东西。
2.若仅以时空为表象来探讨:电荷是引起带电的、有质量的物质在时空中运动状态发生改变的原因。

回答3:

电荷
电荷是物质、原子或电子等所带的电的量。单位是库仑(记号为C)。

我们常将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“粒子”,只是我们常将它想像成粒子以方便描述。因此带电量多者我们称之为具有较多电荷,而电量的多寡决定了力场(库仑力)的大小。此外,根据电场作用力的方向性,电荷可分为正电荷与负电荷,电子则带有负电。

根据库仑定律,带有同种电荷的物体之间会互相排斥,带有异种电荷的物体之间会互相吸引。排斥或吸引的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。真正的点电荷并不存在,只有当带电粒子之间的距离远大于粒子的尺寸,或是带电粒子的形状与大小对于相互作用力的影响足以忽略时,此带电体就能称为“点电荷”。 物质的一种固有属性.电荷有两种:正电荷和负电荷.物体由于摩擦、加热、射线照射、化学变化等原因,失去部分电子时物体带正电,获得部分电子时物体带负电.带有多余正电荷或负电荷的物体叫做带电体,习惯上有时把带电体叫做电荷.

电荷间存在相互作用.静止电荷在周围空间产生静电场,运动电荷除产生电场外还产生磁场.因此静止或运动的电荷都会受到电场力作用,只有运动电荷才能受磁场力作用.

一个实际带电体能否看作点电荷,不仅与带电体本身有关,还取决于问题的性质和精度的要求。点电荷是建立基本规律时必要的抽象概念,也是把分析复杂问题时不可少的分析手段。例如,库仑定律、洛伦兹定律的建立,带电体的电场以及带电体之间相互作用的定量研究,试验电荷的引入等等,都应用了点电荷的观念。

粒子的电荷

在粒子物理学中,许多粒子都带有电荷。电荷在粒子物理学中是一个相加性量子数,电荷守恒定律也适用于粒子,反应前粒子的电荷之和等于反应后粒子的电荷之和,这对于强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用都是严格成立的。

回答4:

��电荷是某些基本粒子的属性。但要问为什么质子带正电而中子不带电电荷?有理论认为质子由夸克组成,夸克分为上夸克和下夸克。质子是由2个上夸克和一个下夸克构成。上夸克带2/3个单位正电荷,下夸克带1/3负电荷。所以质子显正电。这还是一个不成熟的理论。若要追究电荷的本质,就像追究质量的本质一样,是很艰难的。如果所说的“物质的运动”之类的解释,那么这里“电荷的本质”,“电荷”已经是一个宏观量,“本质”是要宏观表现的微观解释。
��我们通常所说的电荷是由于原子、分子中质子电子分布的不平衡形成的。如原子中的原子核对核外电子的吸引,如果原子核束缚力不够,则轻易失去最外层电子而显正电。

回答5:

荷是物质的一种属性,由于物质内部中有很多电子,在一定的条件下,电子的得失就形成了带电的物质,这个电子它本身也是一种电荷,电荷始终都是存在的,就跟电阻一样,是物质本身的属性。
对于电荷的本质很难下结论。
有人说:电荷的本质是原子中某些粒子的一种特殊运动的体现。
有人说:电荷的本质是磁荷;磁荷的本质,是磁力线能量体——磁量子的单向性螺旋递进特性