電荷について
電荷は物質の物理量であり、特性であることから、電磁場内に置かれた際に力を受ける原因となります。電荷には二つのタイプがあります：陽性で、プロトンによって伝達されるもの、そして陰性で、電子によって伝達されるものです。総電荷がゼロの場合、それは中性と言われます。同じ電荷は反発し、異なる電荷は引き合います。
電荷の基本
電子やプロトンの電荷の大きさは、最も基本的な単位であり、eと表されます。最も正確な値はe = 1.602176487 x 10-19Cです。クーロンは約6 x 1018個の電子の総電荷のマイナスに相当します。私たちが通常遭遇する電荷はクーロンほど大きくはありません。たとえば、普通の100Wの電球には、毎秒約1019の基本電荷が入り、同じくらいの数が電球から出ます。
電荷の量子化
電荷は量子化されており、小さな単位である基本電荷eの整数倍で来ます。プロトンは+eの電荷を持ち、電子は-eの電荷を持ちます。例えば、プロトンのクォーク構成はuudで、その電荷量子数はq(uud) = 2/3 + 2/3 + (-1/3) = +1eです。中性子は電荷を持たないため、電気力には影響されませんが、内部のクォーク構造によってわずかな電荷分布を持ちます。これは中性子が非ゼロの磁気モーメント（双極子モーメント）を持つ結果としています。
電荷の保存の法則
電荷に関する非常に重要な原理が二つあります。一つ目は電荷の保存の法則です。この法則は次のように述べています：閉じた系内のすべての電荷の代数和は一定です。システムの正味の電荷を変える唯一の方法は、外部から電荷を持ち込むか、システムから電荷を取り除くことです。電荷は正負のペアでのみ作成および破壊されます。電荷の保存は、普遍的な保存法則と考えられています。
反粒子の電荷
理論的には、粒子とその反粒子（例えば、プロトンと反プロトン）は同じ質量を持ちますが、電荷は逆であり、量子数において他の違いがあります。例えば、各クォークには対応する種類の反粒子があり、反クォークはそれぞれのクォークと同じ質量、寿命、スピンを持ちますが、電荷と他の荷は逆符号を持ちます。これはプロトンが正の電荷を持ち、反プロトンが負の電荷を持つため、互いに引き合うことを意味します。電子の反粒子は陽電子と呼ばれ、電子と同一ですが、電気的および他の荷の符号が逆です。
