電荷守恆定律

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電荷守恆定律（law of conservation of electric charge）是一種關於電荷的守恆定律。電荷守恆定律有兩種版本，「弱版電荷守恆定律」（又稱為「全域電荷守恆定律」）與「強版電荷守恆定律」（又稱為「局域電荷守恆定律」）。弱版電荷守恆定律表明，整個宇宙的 總電荷量保持不變，不會隨着時間的演進而改變。注意到這定律並沒有禁止，在宇宙這端的某電荷突然不見，而在宇宙那端突然出現。強版電荷守恆定律明確地禁止 這種可能。強版電荷守恆定律表明，在任意空間區域內電荷量的變化，等於流入這區域的電荷量減去流出這區域的電荷量。對於在區域內部的電荷與流入流出這區域 的電荷，這些電荷的會計關係就是電荷守恆。

目錄

概念

電荷守恆定律是物理學的基本定律之一 。它指出，對於一個孤立系統，不論發生什麼變化 ，其中所有電荷的代數和永遠保持不變。電荷守恆定律表明，如果某一區域中的電荷增加或減少了，那麼必定有等量的電荷進入或離開該區域；如果在一個物理過程中產生或消失了某種電荷，那麼必定有等量的異號電荷同時產生或消失。 電荷的多少稱為電荷量，常簡稱為電量，故電荷守恆定律又稱電量守恆定律。在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，用字母Q表示，單位為C。通常正電荷的電荷量用正數表示，負電荷的電荷量用負數表示。

歷史

美國科學家與政治家富蘭克林於1747年與朋友通信： 在這裡與歐洲，科學家已經發現，並且證實，電火是一種真實的元素或物質種類，不是因摩擦而產生，而是只能從搜集獲得。 ——本傑明·富蘭克林 學術界歸功富蘭克林為這定律的創建者。「富蘭克林電荷守恆定律」表明，在任何絕緣系統內，總電荷量不變。

原則

守恆定律建立於一個基礎原則，即電荷不能獨自生成與湮滅。假設帶正電粒子接觸到帶負電粒子，兩個粒子帶有電量相同，則因為這接觸動作，兩個粒子會變為中性，這物理行為是合理與被允許的。一個中子，也可以因貝塔衰變，生成帶正電的質子、帶負電的電子與中性的反中微子。但是，任何粒子，不可能獨自地改變電荷量。物理學明確地禁止這種物理行為。更仔細地說，像電子、質子一類的亞原子粒子會帶有電荷，而這些亞原子粒子可以被生成或湮滅。在粒子物理學裡，電荷守恆意味着，在那些生成帶電粒子的基本粒子反應里，雖然會有帶正電粒子或帶負電粒子生成，在反應前與反應後，總電荷量不會改變；同樣地，在那些湮滅帶電粒子的基本粒子反應里，雖然會有帶正電粒子或帶負電粒子湮滅，在反應前與反應後，總電荷量絕不會改變。