30-Sekunden-Zusammenfassung
Erhaltung der elektrischen Ladung
Eine elektrische Ladung ist eine physikalische Größe und Eigenschaft von Materie, die bewirkt, dass sie eine Kraft erfährt, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird.
Das Gesetz zur Erhaltung der elektrischen Ladung besagt:
Die algebraische Summe aller elektrischen Ladungen in jedem abgeschlossenen System ist konstant.
Der zweite wichtige Grundsatz lautet:
Die Größe der Ladung des Elektrons oder Protons ist eine natürliche Ladungseinheit.
Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung
In der Physik gibt es zwei sehr wichtige Prinzipien bezüglich der elektrischen Ladung.
Das erste ist das Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung . Dieses Gesetz besagt:
Die algebraische Summe aller elektrischen Ladungen in jedem abgeschlossenen System ist konstant.
Die einzige Möglichkeit, die Nettoladung eines Systems zu ändern, besteht darin, Ladung von einer anderen Stelle einzubringen oder eine Ladung aus dem System zu entfernen. Die Ladung kann erzeugt und zerstört werden, aber nur in positiv-negativ-Paaren.
Ladungserhaltung gilt als universelles Erhaltungsgesetz . Es wurden nie experimentelle Beweise für eine Verletzung dieses Prinzips beobachtet. In der Teilchenphysik bedeutet Ladungserhaltung, dass bei Elementarteilchenreaktionen, die geladene Teilchen erzeugen, immer gleich viele positive und negative Teilchen erzeugt werden, wodurch die Nettoladungsmenge unverändert bleibt . Selbst bei hochenergetischen Wechselwirkungen, bei denen Teilchen entstehen und zerstört werden, wie etwa bei der Bildung von Positron-Elektron-Paaren , ist die Gesamtladung jedes abgeschlossenen Systems exakt konstant.
Der zweite wichtige Grundsatz lautet:
Die Größe der Ladung des Elektrons oder Protons ist eine natürliche Ladungseinheit.
Wir sagen, dass die Ladung quantisiert ist. Das heißt, jede beobachtbare Menge an elektrischer Ladung ist immer ein ganzzahliges Vielfaches dieser Grundeinheit. Diese Einheit wird als Elementarladung , e , bezeichnet und entspricht ungefähr 1,602 × 10 −19 Coulomb (mit Ausnahme von Teilchen, die als Quarks bezeichnet werden und Ladungen haben, die ganzzahlige Vielfache von 1⁄3 e sind).
Häufig gestellte Fragen
Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern, der von negativ geladenen Elektronen umgeben ist, so dass das Atom als Ganzes elektrisch neutral ist. Der Atomkern besteht aus positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen.
Das Coulomb (Symbol: C) ist die Einheit des Internationalen Einheitensystems (SI) für die elektrische Ladung. Das Coulomb wurde als die in einer Sekunde durch einen Strom von einem Ampere transportierte Strommenge definiert: 1 C = 1 A × 1 s
Dieses Konzept ist für alle Kernreaktionen wichtig – Alpha-Zerfall, Beta-Zerfall, Gamma-Zerfall usw. – weil es Wissenschaftlern ermöglicht, die Zusammensetzung des Endprodukts in der Reaktion vorherzusagen. Bei diesen Reaktionen wandelt sich ein Kern in eine andere Art von Kern oder Kernen um, während die Ladung erhalten bleibt.
