จากประมาณ 1,000 วินาที (สำหรับนิวตรอนอิสระ) จนถึงเศษส่วนเล็กน้อยของวินาที (จาก 10 −24 ถึง 10 −22 วินาทีสำหรับเสียงสะท้อน)

โครงสร้างและพฤติกรรมของอนุภาคมูลฐานได้รับการศึกษาโดยฟิสิกส์ของอนุภาค

ทั้งหมด อนุภาคมูลฐานปฏิบัติตามหลักการของอัตลักษณ์ (อนุภาคมูลฐานทั้งหมดที่เป็นประเภทเดียวกันในจักรวาลมีคุณสมบัติเหมือนกันทั้งหมด) และหลักการของความเป็นทวินิยมของคลื่นอนุภาค (อนุภาคมูลฐานแต่ละอนุภาคสอดคล้องกับคลื่นเดอบรอกลี)

อนุภาคมูลฐานทั้งหมดมีคุณสมบัติในการแปลงสภาพได้ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน: แรง, แม่เหล็กไฟฟ้า, อ่อนแอ, แรงโน้มถ่วง ปฏิกิริยาของอนุภาคทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคและการสะสมของพวกมันไปเป็นอนุภาคอื่นและการสะสมของพวกมัน หากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไม่ได้ถูกห้ามโดยกฎการอนุรักษ์พลังงาน โมเมนตัม โมเมนตัมเชิงมุม ประจุไฟฟ้า ประจุแบริออน ฯลฯ

ลักษณะสำคัญของอนุภาคมูลฐาน:อายุการใช้งาน มวล การหมุน ประจุไฟฟ้า โมเมนต์แม่เหล็ก ประจุแบริออน ประจุเลปตัน ความแปลก การหมุนของไอโซโทป แพริตี แพริตีประจุ แพริตี G แพริตี CP

การจัดหมวดหมู่

ตลอดชีวิต

• อนุภาคมูลฐานเสถียร คือ อนุภาคที่มีอนันต์ ครั้งใหญ่ชีวิตในสภาวะอิสระ (โปรตอน อิเล็กตรอน นิวตริโน โฟตอน และปฏิปักษ์ของพวกมัน)
• อนุภาคมูลฐานที่ไม่เสถียรคืออนุภาคที่สลายตัวเป็นอนุภาคอื่นในสถานะอิสระในเวลาอันจำกัด (อนุภาคอื่นทั้งหมด)

โดยน้ำหนัก

อนุภาคมูลฐานทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองชั้น:

• อนุภาคไร้มวลคืออนุภาคที่มีมวลเป็นศูนย์ (โฟตอน, กลูออน)
• อนุภาคที่มีมวลไม่เป็นศูนย์ (อนุภาคอื่นๆ ทั้งหมด)

โดยด้านหลังที่ใหญ่ที่สุด

อนุภาคมูลฐานทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองชั้น:

ตามประเภทของการโต้ตอบ

อนุภาคมูลฐานแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

อนุภาคผสม

• แฮดรอนเป็นอนุภาคที่มีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์พื้นฐานทุกประเภท ประกอบด้วยควาร์กและแบ่งออกเป็น:
  • มีซอนคือฮาดรอนที่มีการหมุนเป็นจำนวนเต็ม นั่นคือพวกมันคือโบซอน
  • แบริออนเป็นฮาดรอนที่มีสปินครึ่งจำนวนเต็ม นั่นคือเฟอร์มิออน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งเหล่านี้รวมถึงอนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสของอะตอม - โปรตอนและนิวตรอน

อนุภาคมูลฐาน (ไม่มีโครงสร้าง)

• เลปตันเป็นเฟอร์มิออนที่มีรูปแบบของอนุภาคจุด (ซึ่งก็คือไม่ประกอบด้วยสิ่งใดเลย) จนถึงระดับ 10−18 ม. พวกมันไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยารุนแรง การมีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าถูกสังเกตจากการทดลองเฉพาะกับเลปตอนที่มีประจุเท่านั้น (อิเล็กตรอน, มิวออน, เทาเลปตอน) และไม่ได้สังเกตพบสำหรับนิวตริโน เลปตันที่รู้จักมี 6 ประเภท
• ควาร์กเป็นอนุภาคที่มีประจุเป็นเศษส่วนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของฮาดรอน พวกมันไม่ถูกสังเกตในรัฐอิสระ (มีการเสนอกลไกการกักขังเพื่ออธิบายการขาดการสังเกตดังกล่าว) เช่นเดียวกับเลปตัน พวกมันถูกแบ่งออกเป็น 6 ประเภทและถือว่าไม่มีโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม พวกมันมีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงต่างจากเลปตัน
• เกจโบซอนเป็นอนุภาคที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาระหว่างกัน:
  • โฟตอนเป็นอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
  • แปดกลูออน - อนุภาคที่มีพลังอันแข็งแกร่ง
  • โบซอนเวกเตอร์ระดับกลาง 3 ตัว ว + , ว- และ ซี 0 ซึ่งทนต่อปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ
  • Graviton เป็นอนุภาคสมมุติที่มีแรงโน้มถ่วง การดำรงอยู่ของกราวิตอน แม้ว่าจะยังไม่ได้พิสูจน์ด้วยการทดลองเนื่องจากจุดอ่อนของอันตรกิริยาโน้มถ่วง แต่ก็ถือว่าค่อนข้างเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม กราวิตอนไม่รวมอยู่ในแบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคมูลฐาน

วิดีโอในหัวข้อ

ขนาดของอนุภาคมูลฐาน

แม้จะมีอนุภาคมูลฐานที่หลากหลาย แต่ขนาดของพวกมันก็แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม ขนาดของแฮดรอน (ทั้งแบริออนและมีซอน) อยู่ที่ประมาณ 10 −15 เมตร ซึ่งใกล้เคียงกับระยะห่างเฉลี่ยระหว่างควาร์กที่อยู่ในพวกมัน ขนาดของอนุภาคมูลฐานที่ไม่มีโครงสร้าง - เกจโบซอน ควาร์ก และเลปตัน - ภายในข้อผิดพลาดจากการทดลองนั้นสอดคล้องกับธรรมชาติของจุด (ขีดจำกัดบนของเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 −18 ม.) ( ดูคำอธิบาย- หากในการทดลองเพิ่มเติมไม่พบขนาดสุดท้ายของอนุภาคเหล่านี้ นี่อาจบ่งชี้ว่าขนาดของเกจโบซอน ควาร์ก และเลปตันนั้นใกล้เคียงกับความยาวพื้นฐาน (ซึ่งมีแนวโน้มมากว่าความยาวของพลังค์จะเท่ากับ 1.6 10 −35 ม.)

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าขนาดของอนุภาคมูลฐานเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งไม่สอดคล้องกับแนวคิดดั้งเดิมเสมอไป ประการแรก หลักการความไม่แน่นอนไม่อนุญาตให้เราระบุตำแหน่งอนุภาคทางกายภาพอย่างเคร่งครัด แพ็กเก็ตคลื่นซึ่งเป็นตัวแทนของอนุภาคในฐานะการซ้อนทับของสถานะควอนตัมที่มีการแปลอย่างแม่นยำ จะมีมิติที่จำกัดและแน่นอนเสมอ โครงสร้างเชิงพื้นที่และขนาดของแพ็คเก็ตสามารถมีขนาดค่อนข้างใหญ่ได้ - ตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนในการทดลองที่มีการรบกวนบนสองช่อง "รู้สึก" ทั้งสองช่องของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ซึ่งคั่นด้วยระยะที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ประการที่สอง อนุภาคทางกายภาพเปลี่ยนโครงสร้างของสุญญากาศรอบๆ ตัวมันเอง โดยสร้าง "ชั้นเคลือบ" ของอนุภาคเสมือนในระยะสั้น - คู่เฟอร์มิออน-แอนติเฟอร์เมียน (ดูโพลาไรเซชันของสุญญากาศ) และโบซอนที่มีปฏิสัมพันธ์กัน มิติเชิงพื้นที่ของบริเวณนี้ขึ้นอยู่กับประจุเกจที่อนุภาคครอบครองและมวลของโบซอนตัวกลาง (รัศมีของเปลือกของโบซอนเสมือนขนาดใหญ่นั้นใกล้กับความยาวคลื่นคอมป์ตัน ซึ่งในทางกลับกัน ก็จะแปรผกผันกับพวกมัน มวล). ดังนั้น รัศมีของอิเล็กตรอนจากมุมมองของนิวตริโน (มีเพียงอันตรกิริยาอ่อนเท่านั้นที่เป็นไปได้ระหว่างพวกมัน) จึงประมาณเท่ากับความยาวคลื่นคอมป์ตันของ W-โบซอน ~3 × 10 −18 m และขนาดของบริเวณของ ปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงของฮาดรอนถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นคอมป์ตันของฮาดรอนที่เบาที่สุดของฮาดรอน ไพ-เมสัน (~ 10 −15 ม.) ซึ่งทำหน้าที่เป็นพาหะของการมีปฏิสัมพันธ์

เรื่องราว

ในตอนแรก คำว่า "อนุภาคมูลฐาน" หมายถึงบางสิ่งที่เป็นมูลฐานอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นอิฐก้อนแรกของสสาร อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการค้นพบฮาดรอนหลายร้อยตัวที่มีคุณสมบัติคล้ายกันในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 ก็เป็นที่ชัดเจนว่าอย่างน้อยฮาดรอนก็มีระดับความเป็นอิสระภายใน กล่าวคือ พวกมันไม่ได้อยู่ในระดับพื้นฐานในความหมายที่เข้มงวดของคำนี้ ความสงสัยนี้ได้รับการยืนยันในภายหลังเมื่อปรากฏว่าแฮดรอนประกอบด้วยควาร์ก

ดังนั้น นักฟิสิกส์จึงได้เจาะลึกเข้าไปในโครงสร้างของสสารมากขึ้นอีกเล็กน้อย ปัจจุบันเลปตันและควาร์กถือเป็นส่วนที่มีลักษณะคล้ายจุดเบื้องต้นที่สุด สำหรับพวกเขา (ร่วมกับเกจโบซอน) คำว่า “ พื้นฐานอนุภาค".

ในทฤษฎีสตริงซึ่งได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขันตั้งแต่ประมาณกลางทศวรรษ 1980 สันนิษฐานว่าอนุภาคมูลฐานและอันตรกิริยาของพวกมันเป็นผลที่ตามมา หลากหลายชนิดการสั่นสะเทือนของ "สาย" ขนาดเล็กโดยเฉพาะ

รุ่นมาตรฐาน

แบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคมูลฐานประกอบด้วยเฟอร์มิออน 12 รสชาติ, แอนติพาร์ติเคิลที่สอดคล้องกัน, เช่นเดียวกับเกจโบซอน (โฟตอน, กลูออน, ว- และ ซี-โบซอน) ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคกับฮิกส์โบซอน ซึ่งค้นพบในปี 2555 ซึ่งมีหน้าที่ในการมีมวลเฉื่อยในอนุภาค อย่างไรก็ตาม โมเดลมาตรฐานส่วนใหญ่ถูกมองว่าเป็นทฤษฎีชั่วคราวมากกว่าทฤษฎีพื้นฐานอย่างแท้จริง เนื่องจากไม่รวมถึงแรงโน้มถ่วงและมีพารามิเตอร์อิสระหลายสิบตัว (มวลอนุภาค ฯลฯ) ซึ่งค่าที่ไม่ได้ติดตามโดยตรงจาก ทฤษฎี บางทีอาจมีอนุภาคมูลฐานที่แบบจำลองมาตรฐานไม่ได้อธิบายไว้ ตัวอย่างเช่น กราวิตอน (อนุภาคที่สมมุติว่านำแรงโน้มถ่วง) หรือหุ้นส่วนสมมาตรยิ่งยวดของอนุภาคธรรมดา โดยรวมแล้วแบบจำลองนี้อธิบายอนุภาคได้ 61 ตัว

เฟอร์มิออน

เฟอร์มิออนทั้ง 12 รสชาติแบ่งออกเป็น 3 ตระกูล (รุ่น) กลุ่มละ 4 อนุภาค หกในนั้นเป็นควาร์ก อีกหกตัวเป็นเลปตัน โดยสามตัวเป็นนิวตริโน และอีกสามตัวที่เหลือมีหน่วยประจุลบ ได้แก่ อิเล็กตรอน มิวออน และเทาเลปตัน

รุ่นของอนุภาค

รุ่นแรก	รุ่นที่สอง	รุ่นที่สาม
อิเล็กตรอน: อี−	มึน: μ −	เทา เลปตัน: τ −
อิเล็กตรอนนิวตริโน: ν อี	มิวออนนิวตริโน: ν μ	เทานิวตริโน: ν τ (\displaystyle \nu _(\tau ))
ยู-ควาร์ก (“ขึ้น”): ยู	ซี-ควาร์ก (“เสน่ห์”): ค	ที-ควาร์ก (“จริง”): ที
d-ควาร์ก (“ลง”): ง	s-ควาร์ก (“แปลก”): ส	บีควาร์ก (“น่ารัก”): ข

ปฏิปักษ์

นอกจากนี้ยังมีปฏิปักษ์เฟอร์ไมโอนิก 12 ตัวที่สอดคล้องกับอนุภาคสิบสองข้างต้น

ปฏิปักษ์

รุ่นแรก	รุ่นที่สอง	รุ่นที่สาม
โพซิตรอน: อี+	มูลเชิงบวก: μ +	บวกเอกภาพเลปตัน: τ +
แอนตินิวตริโนอิเล็กตรอน: ν ¯ e (\displaystyle (\bar (\nu ))_(e))	Muon แอนตินิวตริโน: ν µ μ (\displaystyle (\bar (\nu ))_(\mu ))	เอกภาพแอนตินิวตริโน: ν § τ (\displaystyle (\bar (\nu ))_(\tau ))
ยู-โบราณ: คุณ (\displaystyle (\bar (u)))	ค-โบราณ: ค Â (\displaystyle (\bar (c)))	ที-โบราณ: t § (\displaystyle (\bar (t)))
ง-โบราณ: d  (\displaystyle (\bar (d)))	ส-โบราณ: s  (\displaystyle (\bar (s)))	ข-โบราณ: ข § (\displaystyle (\bar (b)))

ควาร์ก

ไม่เคยมีการค้นพบควาร์กและโบราณวัตถุในสถานะอิสระ ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้

อนุภาคมูลฐาน คือ อนุภาคที่เล็กที่สุด แบ่งแยกไม่ได้ และไม่มีโครงสร้าง

พื้นฐานของอิเล็กโทรไดนามิกส์

ไฟฟ้ากระแส– สาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า– อันตรกิริยาของอนุภาคที่มีประจุ วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาเกี่ยวกับไฟฟ้าพลศาสตร์คือไฟฟ้าและ สนามแม่เหล็กสร้างขึ้นจากประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า

หัวข้อที่ 1. สนามไฟฟ้า (ไฟฟ้าสถิต)

ไฟฟ้าสถิต –สาขาหนึ่งของพลศาสตร์ไฟฟ้าที่ศึกษาอันตรกิริยาของประจุคงที่ (คงที่)

ค่าไฟฟ้า.

ร่างกายทั้งหมดถูกไฟฟ้า

การทำให้ร่างกายเกิดไฟฟ้าหมายถึงการให้ประจุไฟฟ้าแก่ร่างกาย

ร่างกายที่ถูกไฟฟ้ามีปฏิกิริยาโต้ตอบ - พวกมันดึงดูดและขับไล่

ยิ่งร่างกายมีกระแสไฟฟ้ามากเท่าไร พวกมันก็จะยิ่งมีปฏิสัมพันธ์กันมากขึ้นเท่านั้น

ค่าไฟฟ้าคือ ปริมาณทางกายภาพซึ่งแสดงลักษณะคุณสมบัติของอนุภาคหรือวัตถุในการเข้าสู่ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นการวัดเชิงปริมาณของปฏิกิริยาเหล่านี้

จำนวนทั้งสิ้นของข้อเท็จจริงการทดลองที่ทราบทั้งหมดทำให้เราสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:

· ประจุไฟฟ้ามีสองประเภท โดยทั่วไปเรียกว่าบวกและลบ

· ประจุไม่มีอยู่จริงหากไม่มีอนุภาค

· ประจุสามารถถ่ายโอนจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งได้

· ประจุไฟฟ้าไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของร่างกายที่กำหนดซึ่งต่างจากมวลกาย วัตถุเดียวกันภายใต้สภาวะที่ต่างกันสามารถมีประจุต่างกันได้

· ประจุไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวเลือกของระบบอ้างอิงที่ใช้วัด ประจุไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของตัวพาประจุ

· เช่นเดียวกับประจุที่ผลักกัน ต่างจากประจุที่ดึงดูด

หน่วยเอสไอ – จี้

อนุภาคมูลฐาน คือ อนุภาคที่เล็กที่สุด แบ่งแยกไม่ได้ และไม่มีโครงสร้าง

ตัวอย่างเช่น ในอะตอม: อิเล็กตรอน ( , โปรตอน ( , นิวตรอน ( .

อนุภาคมูลฐานอาจมีหรือไม่มีประจุ: , ,

ประจุเบื้องต้นคือประจุที่เป็นของอนุภาคมูลฐานซึ่งเล็กที่สุดแบ่งแยกไม่ได้

ประจุเบื้องต้น – ประจุอิเล็กตรอนแบบโมดูโล.

ประจุของอิเล็กตรอนและโปรตอนมีค่าเท่ากัน แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม:

การใช้พลังงานไฟฟ้าของร่างกาย
“ร่างกายที่มีขนาดมหึมาถูกชาร์จ” หมายความว่าอย่างไร อะไรเป็นตัวกำหนดภาระของร่างกายคนใดคนหนึ่ง?

ร่างกายทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม ซึ่งรวมถึงโปรตอนที่มีประจุบวก อิเล็กตรอนที่มีประจุลบ และอนุภาคที่เป็นกลาง - นิวตรอน . โปรตอนและนิวตรอนเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนก่อตัวเป็นเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม

ในอะตอมที่เป็นกลาง จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือก

ร่างกายขนาดมหึมาซึ่งประกอบด้วยอะตอมที่เป็นกลางมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า

อะตอมของสารที่กำหนดอาจสูญเสียอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปหรือได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งตัว ในกรณีเหล่านี้ อะตอมที่เป็นกลางจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวกหรือประจุลบ

การใช้พลังงานไฟฟ้าของร่างกาย– กระบวนการรับวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจากวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า

ร่างกายจะเกิดไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกัน

เมื่อสัมผัสกัน ส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนจากวัตถุหนึ่งจะผ่านไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ทั้งสองวัตถุจะถูกทำให้เกิดไฟฟ้า กล่าวคือ รับประจุที่มีขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงกันข้าม:
อิเล็กตรอน “ส่วนเกิน” เมื่อเปรียบเทียบกับโปรตอนจะสร้างประจุ “-” ในร่างกาย
การ “ขาด” อิเล็กตรอนเมื่อเทียบกับโปรตอนทำให้เกิดประจุ “+” ในร่างกาย
ประจุของวัตถุใดๆ จะถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่มากเกินไปหรือไม่เพียงพอเมื่อเทียบกับโปรตอน

ประจุสามารถถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งได้เฉพาะในส่วนที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเป็นจำนวนเต็มเท่านั้น ดังนั้น ประจุไฟฟ้าของร่างกายจึงเป็นปริมาณที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งเป็นจำนวนเท่าของประจุอิเล็กตรอน:

คุณสามารถตอบคำถามสั้นๆ กระชับได้หรือไม่: “ประจุไฟฟ้าคืออะไร” สิ่งนี้อาจดูเหมือนง่ายเมื่อมองแวบแรก แต่ในความเป็นจริงกลับกลายเป็นว่าซับซ้อนกว่ามาก

เรารู้หรือไม่ว่าประจุไฟฟ้าคืออะไร?

ความจริงก็คือในระดับความรู้ปัจจุบันเรายังไม่สามารถแยกแนวคิดเรื่อง "ประจุ" ออกเป็นองค์ประกอบที่เรียบง่ายกว่าได้ นี่เป็นแนวคิดพื้นฐานหรือพูดง่ายๆ ก็คือแนวคิดหลัก

เรารู้ว่านี่เป็นคุณสมบัติบางอย่างของอนุภาคมูลฐาน กลไกการโต้ตอบของประจุเป็นที่รู้จัก เราสามารถวัดประจุและใช้คุณสมบัติของมันได้

อย่างไรก็ตามทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากข้อมูลที่ได้รับจากการทดลอง ธรรมชาติของปรากฏการณ์นี้ยังไม่ชัดเจนสำหรับเรา ดังนั้นเราจึงไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าประจุไฟฟ้าคืออะไร

ในการดำเนินการนี้ จำเป็นต้องแกะแนวคิดทั้งหมดออก อธิบายกลไกอันตรกิริยาของประจุและอธิบายคุณสมบัติของประจุ ดังนั้นจึงง่ายกว่าที่จะเข้าใจว่าข้อความนี้หมายถึงอะไร: “อนุภาคนี้มี (นำพา) ประจุไฟฟ้า”

การมีอยู่ของประจุไฟฟ้าบนอนุภาค

อย่างไรก็ตาม ในภายหลังมีความเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์ได้ว่าจำนวนอนุภาคมูลฐานมีจำนวนมากกว่ามากและโปรตอน อิเล็กตรอน และนิวตรอนไม่สามารถแบ่งแยกได้และเป็นวัสดุก่อสร้างพื้นฐานของจักรวาล พวกมันเองสามารถสลายตัวเป็นส่วนประกอบและกลายเป็นอนุภาคประเภทอื่นได้

ดังนั้นชื่อ "อนุภาคมูลฐาน" ในปัจจุบันจึงรวมอนุภาคที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าอะตอมและนิวเคลียสของอะตอม ในกรณีนี้ อนุภาคสามารถมีคุณสมบัติและคุณภาพได้หลากหลาย

อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติเช่นประจุไฟฟ้ามีเพียงสองประเภทเท่านั้น ซึ่งตามอัตภาพเรียกว่าค่าบวกและค่าลบ การมีอยู่ของประจุบนอนุภาคคือความสามารถในการขับไล่หรือถูกดึงดูดไปยังอนุภาคอื่นซึ่งมีประจุอยู่ด้วย ทิศทางของการโต้ตอบขึ้นอยู่กับประเภทของประจุ

เช่นเดียวกับประจุที่ผลักกัน ต่างจากประจุที่ดึงดูด นอกจากนี้ แรงอันตรกิริยาระหว่างประจุยังมีขนาดใหญ่มากเมื่อเปรียบเทียบกับแรงโน้มถ่วงที่มีอยู่ในวัตถุทั้งหมดในจักรวาลโดยไม่มีข้อยกเว้น

ตัวอย่างเช่น ในนิวเคลียสของไฮโดรเจน อิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนและมีประจุบวกซึ่งมีแรงมากกว่าแรงที่โปรตอนดึงดูดอิเล็กตรอนตัวเดียวกันถึง 1,039 เท่าเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ปฏิสัมพันธ์.

อนุภาคอาจมีหรือไม่มีประจุ ขึ้นอยู่กับประเภทของอนุภาค อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะ "ขจัด" ประจุออกจากอนุภาค เช่นเดียวกับที่ประจุที่อยู่นอกอนุภาคนั้นเป็นไปไม่ได้

นอกจากโปรตอนและนิวตรอนแล้ว อนุภาคมูลฐานประเภทอื่นๆ บางประเภทยังมีประจุอยู่ด้วย แต่มีเพียงอนุภาคทั้งสองนี้เท่านั้นที่สามารถดำรงอยู่ได้อย่างไม่มีกำหนด

ในจักรวาล ร่างกายแต่ละส่วนมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาของตัวเอง และอนุภาคพื้นฐานก็เช่นกัน อายุการใช้งานของอนุภาคมูลฐานส่วนใหญ่ค่อนข้างสั้น

บางชนิดสลายตัวทันทีหลังเกิด ซึ่งเป็นสาเหตุที่เราเรียกอนุภาคเหล่านี้ว่าไม่เสถียร

หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ พวกมันก็สลายตัวไปเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน นิวตริโน โฟตอน กราวิตอน และปฏิปักษ์ของพวกมัน

วัตถุขนาดเล็กที่สำคัญที่สุดในพื้นที่ใกล้เคียงของเรา - โปรตอนและอิเล็กตรอน- บางส่วนของจักรวาลที่อยู่ห่างไกลอาจประกอบด้วยปฏิสสาร อนุภาคที่สำคัญที่สุดคือแอนติโปรตอนและแอนติอิเล็กตรอน (โพซิตรอน)

โดยรวมแล้ว มีการค้นพบอนุภาคมูลฐานหลายร้อยชนิด: โปรตอน (p), นิวตรอน (n), อิเล็กตรอน (e -) เช่นเดียวกับโฟตอน (g), ไพ-มีซอน (p), มิวออน (m), นิวตริโน สามประเภท(อิเล็กทรอนิกส์ v e, muonic v m, กับเลปตัน โวลต์เสื้อ) ฯลฯ แน่นอนว่าพวกมันจะนำอนุภาคขนาดเล็กใหม่ๆ มาให้มากขึ้น

ลักษณะของอนุภาค:

โปรตอนและอิเล็กตรอน

การปรากฏตัวของโปรตอนและอิเล็กตรอนมีอายุย้อนไปถึงประมาณหนึ่งหมื่นล้านปี

วัตถุจุลภาคอีกประเภทหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในโครงสร้างของพื้นที่ใกล้เคียงก็คือนิวตรอนที่มี ชื่อสามัญโดยมีโปรตอน: นิวคลีออน นิวตรอนเองนั้นไม่เสถียรและสลายตัวหลังจากกำเนิดออกมาประมาณสิบนาที พวกมันสามารถเสถียรได้ในนิวเคลียสของอะตอมเท่านั้น นิวตรอนจำนวนมากปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่องในส่วนลึกของดวงดาว โดยที่นิวเคลียสของอะตอมเกิดจากโปรตอน

นิวตริโน

ในจักรวาลยังมีการกำเนิดของนิวตริโนอยู่ตลอดเวลา ซึ่งคล้ายกับอิเล็กตรอน แต่ไม่มีประจุและมีมวลต่ำ ในปี พ.ศ. 2479 มีการค้นพบนิวตริโนชนิดหนึ่ง: มิวออนนิวตริโนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนโปรตอนเป็นนิวตรอนในส่วนลึกของดาวฤกษ์มวลมหาศาลและระหว่างการสลายตัวของวัตถุขนาดเล็กที่ไม่เสถียรจำนวนมาก พวกมันเกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกชนกันในอวกาศระหว่างดวงดาว

บิ๊กแบงส่งผลให้เกิดนิวตริโนและมิวออนนิวตริโนจำนวนมาก จำนวนพวกมันในอวกาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากไม่ถูกดูดกลืนโดยสสารใด ๆ ในทางปฏิบัติ

โฟตอน

เช่นเดียวกับโฟตอน นิวทริโนและมิวออนนิวตริโนเติมเต็มช่องว่างทั้งหมด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ทะเลนิวตริโน"
เนื่องจาก บิ๊กแบงโฟตอนจำนวนมากยังคงอยู่ซึ่งเราเรียกว่าโบราณวัตถุหรือฟอสซิล อวกาศรอบนอกทั้งหมดเต็มไปด้วยพวกมัน และความถี่และพลังงานของพวกมันก็ลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อจักรวาลขยายตัว

ในปัจจุบัน ร่างกายของจักรวาลทั้งหมด โดยเฉพาะดวงดาวและเนบิวลา มีส่วนร่วมในการก่อตัวของส่วนโฟตอนของจักรวาล โฟตอนเกิดบนพื้นผิวดาวจากพลังงานของอิเล็กตรอน

การเชื่อมต่ออนุภาค

ใน ชั้นต้นการก่อตัวของจักรวาล อนุภาคพื้นฐานทั้งหมดเป็นอิสระ จากนั้นก็ไม่มีนิวเคลียสของอะตอม ไม่มีดาวเคราะห์ ไม่มีดาวฤกษ์

อะตอมและดาวเคราะห์ ดวงดาว และสสารต่างๆ ถูกสร้างขึ้นในเวลาต่อมา เมื่อเวลาผ่านไป 300,000 ปี และสสารร้อนได้เย็นลงอย่างเพียงพอระหว่างการขยายตัว

มีเพียงนิวตริโน มิวออนนิวตริโน และโฟตอนเท่านั้นที่ไม่ได้เข้าสู่ระบบใดๆ เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างกันของพวกมันอ่อนเกินไป พวกมันยังคงเป็นอนุภาคอิสระ

เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ชั้นต้นในระหว่างการก่อตัวของเอกภพ (300,000 ปีหลังการกำเนิด) โปรตอนและอิเล็กตรอนอิสระรวมกันเป็นอะตอมไฮโดรเจน (โปรตอนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเชื่อมต่อกันด้วยแรงไฟฟ้า)

โปรตอนถือเป็นอนุภาคมูลฐานหลักโดยมีประจุ +1 และมวล 1.672 10 −27 กิโลกรัม (หนักกว่าอิเล็กตรอนน้อยกว่า 2,000 เท่าเล็กน้อย) โปรตอนซึ่งไปอยู่ในดาวมวลมากค่อยๆ กลายเป็นองค์ประกอบหลักของจักรวาล แต่ละคนปล่อยมวลที่เหลือหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ในดาวฤกษ์มวลมหาศาลซึ่งเมื่อบั้นปลายชีวิตถูกบีบอัดให้เป็นปริมาตรเล็กๆ อันเป็นผลมาจากแรงโน้มถ่วงของพวกมันเอง โปรตอนสามารถสูญเสียพลังงานนิ่งไปเกือบหนึ่งในห้า (และหนึ่งในห้าของมวลนิ่งด้วย)

เป็นที่ทราบกันดีว่า "การสร้างไมโครบล็อก" ของจักรวาลคือโปรตอนและอิเล็กตรอน

ในที่สุด เมื่อโปรตอนและแอนติโปรตอนมาบรรจบกัน ไม่มีระบบใดเกิดขึ้น แต่พลังงานที่เหลือทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโฟตอน ()

นักวิทยาศาสตร์อ้างว่ายังมีอนุภาคมูลฐานที่น่ากลัวอยู่ด้วย นั่นคือกราวิตอน ซึ่งมีปฏิกิริยาโน้มถ่วงคล้ายกับแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของกราวิตอนได้รับการพิสูจน์ตามทฤษฎีแล้วเท่านั้น

ดังนั้นอนุภาคมูลฐานพื้นฐานจึงเกิดขึ้นและปัจจุบันเป็นตัวแทนของจักรวาลของเรา รวมทั้งโลกด้วย เช่น โปรตอน อิเล็กตรอน นิวตริโน โฟตอน กราวิตอน และวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ อีกมากมายที่ค้นพบและยังไม่ได้ค้นพบ

« ฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10"

ขั้นแรก ลองพิจารณากรณีที่ง่ายที่สุด เมื่อวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าหยุดนิ่ง

สาขาวิชาพลศาสตร์ไฟฟ้าที่อุทิศให้กับการศึกษาสภาวะสมดุลของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเรียกว่า ไฟฟ้าสถิต.

ประจุไฟฟ้าคืออะไร?
มีค่าธรรมเนียมอะไรบ้าง?

ด้วยคำพูด ค่าไฟฟ้า, ค่าไฟฟ้า, ไฟฟ้า คุณได้พบหลายครั้งและคุ้นเคยกับพวกเขาแล้ว แต่ลองตอบคำถามว่า “ประจุไฟฟ้าคืออะไร” แนวคิดนั้นเอง ค่าใช้จ่าย- นี่เป็นแนวคิดพื้นฐานและหลักที่ไม่สามารถลดระดับการพัฒนาความรู้ของเราให้เป็นแนวคิดพื้นฐานที่เรียบง่ายกว่าได้ในระดับปัจจุบัน

ให้เราลองค้นหาความหมายของข้อความนี้ก่อน: “ ร่างกายนี้หรืออนุภาคมีประจุไฟฟ้า”

ร่างกายทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคที่เล็กที่สุด ซึ่งแบ่งแยกออกเป็นอนุภาคที่เรียบง่ายกว่าไม่ได้ จึงถูกเรียกว่า ระดับประถมศึกษา.

อนุภาคมูลฐานมีมวลและด้วยเหตุนี้พวกมันจึงถูกดึงดูดซึ่งกันและกันตามกฎหมาย แรงโน้มถ่วงสากล- เมื่อระยะห่างระหว่างอนุภาคเพิ่มขึ้น แรงโน้มถ่วงจะลดลงในสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างนี้ อนุภาคมูลฐานส่วนใหญ่ถึงแม้จะไม่ใช่ทั้งหมด แต่ก็มีความสามารถในการโต้ตอบซึ่งกันและกันด้วยแรงที่ลดลงในสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะทาง แต่แรงนี้มากกว่าแรงโน้มถ่วงหลายเท่า

ดังนั้นในอะตอมไฮโดรเจน ดังแสดงแผนผังในรูปที่ 14.1 อิเล็กตรอนถูกดึงดูดเข้าสู่นิวเคลียส (โปรตอน) ด้วยแรง 10 ถึง 39 เท่า มากกว่าแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วง

หากอนุภาคมีปฏิสัมพันธ์กันด้วยแรงที่ลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นในลักษณะเดียวกับแรงโน้มถ่วงสากล แต่เกินกว่าแรงโน้มถ่วงหลายครั้ง อนุภาคเหล่านี้จะมีประจุไฟฟ้า อนุภาคนั้นเรียกว่า เรียกเก็บเงิน.

มีอนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้า แต่ไม่มีประจุไฟฟ้าหากไม่มีอนุภาค

ปฏิกิริยาของอนุภาคที่มีประจุเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้า.

ประจุไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดความเข้มของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับที่มวลเป็นตัวกำหนดความเข้มของปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วง

ประจุไฟฟ้าของอนุภาคมูลฐานไม่ใช่กลไกพิเศษในอนุภาคที่สามารถดึงออกจากอนุภาคนั้น สลายตัวเป็นส่วนประกอบแล้วประกอบกลับเข้าไปใหม่ การมีประจุไฟฟ้าบนอิเล็กตรอนและอนุภาคอื่นๆ หมายความว่ามีปฏิกิริยาระหว่างแรงบางอย่างเท่านั้น

โดยพื้นฐานแล้ว เราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับข้อกล่าวหาหากเราไม่รู้กฎของการมีปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ ความรู้เกี่ยวกับกฎแห่งปฏิสัมพันธ์ควรรวมอยู่ในแนวคิดของเราเกี่ยวกับการเรียกเก็บเงิน กฎหมายเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่ายและเป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปเป็นคำไม่กี่คำ ดังนั้นจึงไม่สามารถให้ความพึงพอใจได้เพียงพอ คำจำกัดความสั้น ๆแนวคิด ค่าไฟฟ้า.

สัญญาณไฟฟ้าสองประการ

ร่างกายทั้งหมดมีมวลจึงดึงดูดกัน วัตถุที่มีประจุสามารถดึงดูดและขับไล่ซึ่งกันและกันได้ นี้ ข้อเท็จจริงที่สำคัญที่สุดคุ้นเคยกับคุณหมายความว่าในธรรมชาติมีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าของสัญญาณตรงกันข้าม ในกรณีของประจุที่มีสัญลักษณ์เดียวกัน อนุภาคจะผลักกัน และในกรณีที่มีสัญญาณต่างกัน พวกมันก็จะดึงดูดกัน

ประจุของอนุภาคมูลฐาน - โปรตอนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของอะตอมทั้งหมด เรียกว่า ประจุบวก และประจุ อิเล็กตรอน- เชิงลบ. ไม่มีความแตกต่างภายในระหว่างประจุบวกและประจุลบ หากสัญญาณของประจุของอนุภาคกลับกัน ธรรมชาติของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลงเลย

ค่าใช้จ่ายเบื้องต้น

นอกจากอิเล็กตรอนและโปรตอนแล้ว ยังมีอนุภาคมูลฐานที่มีประจุอีกหลายประเภท แต่มีเพียงอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่านั้นที่สามารถดำรงอยู่ในสถานะอิสระได้อย่างไม่มีกำหนด อนุภาคที่มีประจุที่เหลือมีชีวิตอยู่ได้น้อยกว่าหนึ่งในล้านวินาที พวกมันถือกำเนิดขึ้นในระหว่างการชนกันของอนุภาคมูลฐานเร็ว และดำรงอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่ไม่มีนัยสำคัญ ก็สลายตัว และกลายเป็นอนุภาคอื่น ๆ คุณจะคุ้นเคยกับอนุภาคเหล่านี้ในเกรด 11

อนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้า ได้แก่ นิวตรอน- มวลของมันมากกว่ามวลของโปรตอนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น นิวตรอนและโปรตอนเป็นส่วนหนึ่งของ นิวเคลียสของอะตอม- หากอนุภาคมูลฐานมีประจุ ค่าของมันจะถูกกำหนดอย่างเคร่งครัด

ร่างกายที่ถูกเรียกเก็บเงินแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในธรรมชาติมีบทบาทอย่างมากเนื่องจากวัตถุทั้งหมดมีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ส่วนประกอบของอะตอม - นิวเคลียสและอิเล็กตรอน - มีประจุไฟฟ้า

ตรวจไม่พบการกระทำโดยตรงของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างวัตถุ เนื่องจากวัตถุในสถานะปกติมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า

อะตอมของสารใดๆ ก็ตามมีความเป็นกลาง เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนในนั้นเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส อนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบเชื่อมต่อถึงกันด้วยแรงไฟฟ้าและก่อตัวเป็นระบบที่เป็นกลาง

ร่างกายที่มองเห็นด้วยตาเปล่าจะมีประจุไฟฟ้าหากมีอนุภาคมูลฐานมากเกินไปและมีประจุใดๆ ก็ตาม ดังนั้นประจุลบของร่างกายจึงเกิดจากจำนวนอิเล็กตรอนที่มากเกินไปเมื่อเทียบกับจำนวนโปรตอน และประจุบวกเกิดจากการขาดอิเล็กตรอน

เพื่อให้ได้ร่างกายที่มองเห็นด้วยตาเปล่าที่มีประจุไฟฟ้า นั่นคือในการทำให้เป็นไฟฟ้าคุณต้องแยกส่วนออก ประจุลบจากประจุบวกที่เกี่ยวข้องหรือถ่ายโอนประจุลบไปยังวัตถุที่เป็นกลาง

ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้แรงเสียดทาน หากคุณสางผมแห้ง ส่วนเล็กๆ ของอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่มากที่สุดซึ่งก็คืออิเล็กตรอนจะเคลื่อนจากเส้นผมไปยังหวีและประจุประจุลบ และเส้นผมก็จะชาร์จประจุบวก

ความเท่าเทียมกันของประจุระหว่างการใช้ไฟฟ้า

ด้วยความช่วยเหลือของการทดลอง สามารถพิสูจน์ได้ว่าเมื่อถูกไฟฟ้าด้วยแรงเสียดทาน วัตถุทั้งสองได้รับประจุที่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม แต่มีขนาดเท่ากัน

ลองใช้อิเล็กโทรมิเตอร์บนแกนซึ่งมีทรงกลมโลหะมีรูและแผ่นสองอันบนด้ามจับยาว: อันหนึ่งทำจากยางแข็งและอีกอันทำจากลูกแก้ว เมื่อถูกัน จานจะเกิดไฟฟ้า

ลองนำแผ่นเปลือกโลกแผ่นหนึ่งเข้าไปในทรงกลมโดยไม่ต้องสัมผัสผนัง หากแผ่นมีประจุบวก อิเล็กตรอนบางส่วนจากเข็มและแกนของอิเล็กโตรมิเตอร์จะถูกดึงดูดไปที่แผ่นและรวมตัวกันที่พื้นผิวด้านในของทรงกลม ในเวลาเดียวกัน ลูกศรจะถูกชาร์จประจุบวกและจะถูกผลักออกจากแท่งอิเล็กโทรมิเตอร์ (รูปที่ 14.2, a)

หากคุณนำแผ่นอีกแผ่นเข้าไปในทรงกลมโดยเอาแผ่นแรกออกก่อน จากนั้นอิเล็กตรอนของทรงกลมและแกนจะถูกผลักออกจากแผ่นและจะสะสมเกินที่ลูกศร ซึ่งจะทำให้ลูกศรเบี่ยงเบนไปจากแกนและทำมุมเดียวกันกับการทดลองครั้งแรก

เมื่อลดแผ่นทั้งสองลงในทรงกลมแล้ว เราจะตรวจไม่พบการเบี่ยงเบนของลูกศรเลย (รูปที่ 14.2, b) นี่พิสูจน์ว่าประจุของแผ่นเปลือกโลกมีขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงกันข้าม

กระแสไฟฟ้าของร่างกายและอาการของมันการเกิดกระแสไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญเกิดขึ้นระหว่างการเสียดสีของผ้าใยสังเคราะห์ เมื่อคุณถอดเสื้อที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ออกไปในอากาศแห้ง คุณจะได้ยินเสียงแคร็กที่มีลักษณะเฉพาะ ประกายไฟขนาดเล็กกระโดดไปมาระหว่างบริเวณที่มีประจุของพื้นผิวที่ถู

ในโรงพิมพ์ กระดาษจะถูกไฟฟ้าระหว่างการพิมพ์และแผ่นกระดาษจะติดกัน เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น มีการใช้อุปกรณ์พิเศษเพื่อระบายประจุ อย่างไรก็ตาม บางครั้งมีการใช้กระแสไฟฟ้าของวัตถุที่มีการสัมผัสใกล้ชิด เช่น ในการติดตั้งเครื่องถ่ายเอกสารด้วยไฟฟ้าต่างๆ เป็นต้น

กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

ประสบการณ์กับการใช้พลังงานไฟฟ้าของแผ่นพิสูจน์ว่าในระหว่างการใช้พลังงานไฟฟ้าโดยแรงเสียดทาน การกระจายประจุที่มีอยู่ใหม่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่เป็นกลางก่อนหน้านี้ ส่วนเล็กๆอิเล็กตรอนถ่ายโอนจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่ง ในกรณีนี้อนุภาคใหม่จะไม่ปรากฏขึ้นและอนุภาคที่มีอยู่แล้วจะไม่หายไป

เมื่อร่างกายถูกไฟฟ้าดูด กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า- กฎหมายนี้ใช้ได้สำหรับระบบที่อนุภาคมีประจุไม่เข้ามาจากภายนอกและไม่ปล่อยออกมานั่นคือ สำหรับ ระบบแยก.

ในระบบแยก ระบบจะรักษาผลรวมพีชคณิตของประจุของวัตถุทั้งหมดไว้

คิว 1 + คิว 2 + คิว 3 + ... + คิว n = const (14.1)

โดยที่ q 1, q 2 ฯลฯ เป็นประจุของวัตถุที่มีประจุแต่ละก้อน

กฎการอนุรักษ์ประจุมี ความหมายลึกซึ้ง- หากจำนวนอนุภาคมูลฐานที่มีประจุไม่เปลี่ยนแปลง การปฏิบัติตามกฎหมายอนุรักษ์ประจุก็ชัดเจน แต่อนุภาคมูลฐานสามารถแปลงร่างกัน เกิดและหายไป ทำให้อนุภาคใหม่มีชีวิตได้

อย่างไรก็ตาม ในทุกกรณี อนุภาคมีประจุจะเกิดเป็นคู่เท่านั้นซึ่งมีประจุขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงกันข้าม อนุภาคที่มีประจุก็หายไปเป็นคู่เท่านั้นและกลายเป็นอนุภาคที่เป็นกลาง และในกรณีทั้งหมดนี้ ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุจะยังคงเท่าเดิม

ความถูกต้องของกฎการอนุรักษ์ประจุได้รับการยืนยันโดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงจำนวนมากของอนุภาคมูลฐาน กฎหมายฉบับนี้แสดงถึงคุณสมบัติพื้นฐานที่สุดประการหนึ่งของประจุไฟฟ้า ยังไม่ทราบสาเหตุของการอนุรักษ์ประจุ