電荷與電場

電荷(electric charge)

電荷是物質會感受到電力與磁力的性質,就像質量是物質會感受到重力的性質一樣。每到冬天你就會遇到它:把氣球在頭髮上摩擦,它就能黏在牆上;或摸門把時感到一陣火花。那劈啪聲就是電荷在移動。電荷回答的問題是:為什麼有些東西不必接觸就能互相吸引或排斥?

電荷有兩種,稱為正電與負電,這個命名是富蘭克林(Benjamin Franklin)選定的。同性電荷相斥,異性電荷相吸。電荷由原子內的粒子攜帶:每個質子帶 +e,每個電子帶 -e,其中 e = 1.6 x 10^-19 庫侖,稱為基本電荷。電荷的國際單位是庫侖(C)。有兩件事讓電荷很特別:它是量子化的,也就是任何電荷都是 e 的整數倍;它也是守恆的,也就是電荷只能被搬動,卻無法被創造或消滅。

大多數物體是電中性的,因為它們擁有相同數目的質子與電子,正負電相消,你什麼也感覺不到。摩擦會把少數電子從一個表面轉移到另一個表面,使一邊帶微微的正電、另一邊帶微微的負電,於是它們忽然就互相吸引。每一件電器、每一個化學鍵,乃至原子本身的結構,都建立在這一個性質之上。

冬天典型的靜電火花,在你只累積了大約一微庫侖(10^-6 C)的多餘電荷時就會跳過來,但那仍相當於約 10^13 個多出來的電子。

即使是極小的淨電荷,也代表著數量龐大的個別電子。

電荷不是可以裝進瓶子的物質,而是粒子所攜帶的一種性質。為物體「充電」從不會產生新的電荷,只是把既有的電子從一處搬到另一處。

又稱
chargeq電量