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电荷可以转化成能量吗，为什么？

电荷,粒子,电场电荷可以转化成能量吗，为什么？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

原子直径的数量级大约是10⁻¹⁰m。原子的质量极小，一般为-27次幂，质量主要集中在质子和中子上。原子核外分布着电子，电子跃迁产生光谱，电子决定了一个元素的化学性质，并且对原子的磁性有着很大的影响。所有质子数相同的原子组成元素，每种元素大多有一种不稳定的同位素，可以进行放射性衰变。

电子是一种实物粒子,质量为0.91×10-30kg,带1.6×10-19C的电量.

电荷有两种含义:一是指带电小物体本身,即失去了电子(带正电)或者得到了电子(带负电)的小物体，质量和带电量都不一定；二是指带电体所带的电量的多少、正负。

现在来回答上面开头的提问：电荷是粒子吗？

各位，从定义上就可以看出，电荷是粒子的一种性质，不是粒子。而且电荷是不能够独立存在的，以物体作为载体而存在。

还可以这样说：电荷量是物质、原子或电子等所带的电的量。单位是我们常将“带电粒子”称为电荷，但电荷本身并非“粒子”，只是我们常将它想像成粒子以方便描述。这样有时候，就会让很多同学认为电荷就是粒子。电荷的最小值其大小为一个电子所带的电量为1.6*10^-19C。所以说点电荷是带电粒子的理想模型。真正的点电荷并不存在，只有当带电粒子之间的距离远大于粒子的尺寸，或是带电粒子的形状与大小对于相互作用力的影响足以忽略时，此带电体就能称为“点电荷”。带电是物质的一种固有属性。

电荷有两种：正电荷和负电荷。物体由于摩擦、加热、射线照射、化学变化等原因，失去部分电子时物体带正电，获得部分电子时物体带负电。带有多余正电荷或负电荷的物体叫做带电体，习惯上有时把带电体叫做电荷。

粒子电荷的二分量理论说明同位旋是描述粒子带电状态的旋量。认 为基本粒子的电荷都是由两个分量合成：一个是自旋分量，另一个是同位旋分量。所以从这句话中可以看出，电荷这种性质的存在，与自旋应该是有关的。但是不能就此说自旋产生电荷，没有这样的理论。

根据自旋我们知道，可以将粒子划分为玻色子和费米子。但玻色子和费米子都可以带正电，或者负电。所以不能说自旋产生电荷，这是对那位朋友提问的回答。

每种粒子都具有确定的电荷。实验表明，已发现的各种粒子的电荷都是质子电荷e的整数倍,这个规律称为电荷量子化。对电荷量子化的最精确实验检验是测量质子与电子电荷的代数和，如果电荷量子化严格成立，则其值应严格为零。现有实验给出质子与电子电荷的代数和的绝对值小于10-21e，这表明电荷量子化在相当高的精度下成立。

质子电荷的现有实验值为：e=(4.803242±0.000014)×10-10esu=(1.6021892±0.0000046)×10-19C。

关于电荷，大家要知道库伦定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。它指出，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向沿连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。

除此之外还要知道电荷守恒定律：

表述一：电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变。

表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。

而且电荷间存在相互作用。静止电荷在周围空间产生静电场，运动电荷除产生电场外还产生磁场。因此静止或运动的电荷都会受到电场力作用，只有运动电荷才能受磁场力作用。

总结一下：构成物质的基本单元是原子，原子由电子和原子核构成，核又由质子和中子构成 ，电子带负电 ，质子带正电，是正、负电荷的基本单元，中子不带电。所谓物体不带电就是电子数与质子数相等，物体带电则是这种平衡的破坏。在自然界中不存在脱离物质而单独存在的电荷。 在一个孤立系统中，不管发生了什么变化，电子、质子的总数不变，只是组合方式或所在位置有所变化，因而电荷必定守恒。

为了说明电荷的特征，不妨与质量作一些类比。电荷有正、负之分，于是电力有排斥力和吸引力的区别，质量只有一种，其间总是相互吸引，正是这种区别，使电力可以屏蔽，引力则无从屏蔽。爱因斯坦描述了质量有随运动变化的相对论效应；而电子、质子以及一切带电体的电量都不因运动变化，电量是相对论性的不变量。

电荷具有量子性，任何电荷都是电子电荷e的整数倍，e的精确值(1986年推荐值)为： e=1.60217733×10^-19库质子与电子电量（绝对值）之差小于 （10-20）e，通常认为两者的绝对值完全相等。电子十分稳定 ，估计其寿命超过1010亿年，比迄今推测的宇宙年龄还要长得多。

各位，我们讨论其实刚刚开始。比如还要同学会有这样的困扰：电荷有是物质吗？电荷有质量吗？思考一分钟，你试着回答一下这个问题。

首先一开始就说了，电荷是一种物体性质。性质这个词就意味者普适性。就是一切物体都带有电荷。就好比物体一定具有温度，密度。凡是物体必定携带有电荷。有人会反驳说中子不带电。根据夸克模型， 夸克是带分数电荷的，每个夸克带+2/3e或-1/3e电荷（e为质子电荷单位）。

一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，由于上夸克带 +2/3e电荷，下夸克带-1/3e电荷q=-1/3e*2+2/3e=0,中子不带电。

这是一种物体性质，也可以认为是固有属性。就像惯性，引力一样。凡是有质量的物体就具有引力作用，和惯性作用。

如此就可以回答，电荷有质量吗？电荷没有质量。就像我们问惯性有质量吗？引力有质量吗？肯定是没有的。至少目前的理论是这样认为的。你不能说给我来二斤引力，或给我拿1千克库伦电。

而且大家要深刻认识到一个问题，那就是电荷无法脱离粒子或物体单独存在。有这个问题存在，你如何测量它的质量？所以即使假设有质量，也无法获得，还是等于没有。

我这样说大家肯定觉得不严谨，民科言论。就像爱因斯坦关于光子有没有质量的论断是一样的。光子没有静止质量。这也是很狡猾的一个回答，因为没有人可以得到静止的光子。你怎么测量？所以说你仔细想想这个问题，有时候能把人笑的肚疼。太矛盾了。

假如光子是有静止质量的，然后你测量一个光子，也确实得到了一个数字。你怎么保证这是光子静止时候测量的数字。所以说没有静止质量和静止质量为零的表述的结果是等价的。

但是各位，问题的严重性，还不在于此，这也是为什么要介绍电荷的原因。电荷是一切电磁学理论的基础，电场，磁场，电磁场，电磁波都是的。

那么我们的问题是：电场，磁场，电磁场是物质场吗？我觉得所有的教科书，应该在第一时间告诉学生这些问题。不然后期学了好多知识后，他们还有迷糊。

各位，场是一种能量状态的存在方式。磁场的存在是依靠磁能，电场则依靠电能。看看上面的定义，就知道了，电场是具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。所以电场，磁场，电磁场都是物质场。只是说这种物质场比较特殊，不是我们常见的分子，原子所构成的。因为没有一个教课书中，这样教我们的。说场是由什么粒子构成的。

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