Zákon zachování elektrického náboje
Ať se ve světě děje cokoli, ve vesmíru existuje určitý celkový elektrický náboj, jehož velikost zůstává vždy nezměněna. I když náboj z nějakého důvodu na jednom místě zanikne, určitě skončí na jiném místě. To znamená, že náboj nemůže zmizet navždy.
Tuto skutečnost zjistil a prošetřil Michael Faraday. Jednou ve své laboratoři vztyčil obrovskou dutou kovovou kouli, na jejíž vnější povrch připojil ultracitlivý galvanometr. Velikost koule umožňovala umístit do ní celou laboratoř.
A stejně tak Faraday. Začal do plesu přinášet nejrůznější elektrické vybavení, které měl k dispozici, a pak začal experimentovat. Když byl v kouli, začal třít skleněné tyče kožešinou, spouštět elektrostatické stroje atd. Ale ať se Faraday snažil sebevíc, náboj koule se nezvýšil. V žádném případě se vědci nepodařilo vytvořit náboj.
A rozumíme tomu, protože když potřete skleněnou tyčinku kožešinou, i když tyč dostane kladný náboj, kožešina okamžitě dostane záporný náboj o stejnou hodnotu a součet náboje na srsti a tyči je nulový. .
Galvanometr vně koule by jistě odrážel skutečnost změny náboje, pokud by se ve Faradayově laboratoři objevil "extra" náboj, ale nic takového se nestalo. Úplné nabití se ušetří.
Další příklad. Neutron je zpočátku nenabitá částice, ale neutron se může rozpadnout na proton a elektron. A ačkoliv samotný neutron je neutrální, to znamená, že jeho náboj je nulový, částice zrozené v důsledku jeho rozpadu nesou elektrické náboje opačného znaménka a stejného počtu. Celkový náboj vesmíru se vůbec nezměnil, zůstává konstantní.
Dalším příkladem je pozitron a elektron. Pozitron je antičástice elektronu, má opačný náboj než elektron a je v podstatě zrcadlovým obrazem elektronu. Jakmile se setkají, elektron a pozitron se navzájem anihilují, když se zrodí gama-kvantum (elektromagnetické záření), ale celkový náboj opět zůstane nezměněn. Platí i opačný proces (viz obrázek výše).
Zákon zachování elektrického náboje je formulován následovně: algebraický součet nábojů elektricky uzavřeného systému je zachován. Nebo takhle: při každé interakci těles zůstává jejich celkový elektrický náboj nezměněn.
Změny elektrického náboje v částech (kvantované)
Elektrický náboj má neobvyklou vlastnost – vždy se po částech mění. Uvažujme nabitou částici. Jeho náboj může být například jedna část náboje nebo dvě části náboje, mínus jedna nebo mínus dvě části.Elementární (minimálně existující částice s dlouhou životností) záporný náboj má elektron.
Elektronový náboj je 1,602 176 6208 (98) x 10-19 přívěsek. Toto množství náboje je minimální část (kvantum elektrického náboje). Drobné kousky elektrického náboje se mohou pohybovat v různém množství z jednoho místa v prostoru na druhé, ale celkový náboj je vždy a všude zachován a v zásadě lze měřit jako počet těchto nepatrných kousků.
Elektrické náboje jsou zdrojem elektrického a magnetického pole
Stojí za zmínku, že zdrojem jsou elektrické náboje elektrická a magnetická pole… Elektrický přístup tedy umožňuje určit množství náboje na jednom nebo druhém z jeho nosičů. Také náboj je mírou interakce nabitého těla s elektrickým polem. V důsledku toho lze elektřinu považovat za jev spojený s náboji v klidu (statická elektřina, elektrické pole) nebo pohybem (proud, magnetické pole).