전기 충전 보존의 법칙
전기 충전은 물질의 물리적 특성으로, 전자기장 안에서 배치될 때 힘을 경험합니다. 전기 충전 보존의 법칙은 다음과 같이 명시됩니다.
전기 충전의 대수적 합은 항상 일정하다
이 법칙에 따르면, 어떤 폐쇄 시스템 안의 모든 전기 충전의 대수적 합은 일정합니다. 시스템의 순 충전을 변경하는 유일한 방법은 외부에서 충전을 가져오거나 시스템에서 충전을 제거하는 것입니다. 충전은 생성되고 파괴될 수 있지만, 양성과 음성 쌍으로만 이루어집니다. 충전 보존은 보편적인 보존 법칙으로 여겨집니다. 이 원칙의 위반에 대한 실험적 증거는 결코 관찰되지 않았습니다.
입자 물리학에서의 충전 보존
입자 물리학에서 충전 보존은 충전 입자를 생성하는 원자 입자 반응에서 양성과 음성 입자가 항상 동일한 수로 생성된다는 것을 의미합니다. 전자-양전자 쌍과 같은 고에너지 상호작용에서 입자가 생성되고 파괴되더라도, 폐쇄 시스템의 총 충전은 정확하게 일정합니다.
전자 또는 양성자의 충전량의 중요성
두 번째 중요한 원칙은 전자 또는 양성자의 충전량이 자연의 충전 단위라는 것입니다. 이것을 충전의 양자화라고 합니다. 즉, 관찰 가능한 모든 전기 충전량은 항상 이 기본 단위의 정수 배입니다. 이 단위는 기본 충전, e,로 약 1.602×10-19 쿨롱과 같습니다 (쿼크라는 입자를 제외하고, 이들은 1/3e의 정수 배의 충전을 가집니다).
자주 묻는 질문들
원자에서 어떤 입자가 전기 충전을 가지고 있나요?
원자는 양전하를 띤 핵과 음전하를 띤 전자로 구성되어 있어 원자 전체가 전기적으로 중성입니다. 원자핵은 양전하를 띤 양성자와 중성인 중성자로 구성되어 있습니다.
전기 충전의 단위는 무엇인가요?
쿨롱(기호: C)은 국제 단위계(SI)의 전기 충전 단위입니다. 쿨롱은 1초 동안 1암페어의 전류에 의해 운반되는 전기의 양으로 정의됩니다: 1 C = 1 A × 1 s
전기 충전 보존 법칙이 왜 중요한가요?
이 개념은 알파 붕괴, 베타 붕괴, 감마 붕괴 등 모든 핵 반응에 중요합니다. 이 반응들에서, 핵은 다른 종류의 핵으로 변환되면서 충전이 보존됩니다.
