Слободянюк А.И. Физика 10/8.4
§8. Электростатические взаимодействия. Электрический заряд. Закон Кулона
8.4. Закон сохранения электрического заряда
Использованный Ш. Кулоном способ деления заряда неявно предполагает, что при соприкосновении двух одинаковых шариков их суммарный заряд сохраняется. Фактически Ш. Кулон использовал гипотезу о сохранении электрического заряда. Многочисленные эксперименты по измерению зарядов в различных системах подтвердили эту гипотезу. В настоящее время считается точно установленным закон сохранения электрического заряда: суммарный электрический заряд замкнутой системы сохраняется.
Так, при электризации, если одно тело приобретает положительный заряд, то какое-то другое обязательно заряжается отрицательно. Так, при взаимодействии стекла и шелка стекло заряжается положительно, а шелк отрицательно. При соединении проводников электрический заряд перераспределяется между проводниками, но их суммарный заряд остается неизменным.
Свойство сохранения электрического заряда объясняется в рамках современных представлений о строении вещества. Все вещества построены из электрически заряженных частиц, важнейшими из которых являются отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные протоны. Заряды электрона и протона по модулю равны. В обычном, незаряженном состоянии, суммарный заряд протонов полностью компенсируется зарядом электронов, или число электронов равно числу протонов. Поэтому для таких тел закон сохранения электрического заряда есть закон сохранения электрически заряженных частиц. Более подвижными частицами являются электроны, поэтому в большинстве случаев при электризации происходит переход части электронов с одного тела на другое. Тело, имеющее избыток электронов заряжено отрицательно, тело с недостатком электронов заряжено положительно.
Однако закон сохранения электрического заряда имеет и более фундаментальный смысл. Элементарные частицы при взаимодействиях могут «превращаться» друг в друга – может происходить рождение одних частиц и исчезновения других. Во всех этих превращениях суммарный электрический заряд сохраняется – если появляется положительно заряженная частица, то обязательно появляется отрицательно заряженная частица. В чем причина такого поведения частиц неизвестно. Единственный ответ, который можно дать на этот вопрос – «Так устроен наш мир!»
