Когда мы только начинаем изучать тему "электричество", первым делом нам рассказывают, что бывают такие "электрические заряды". И бывают они положительные и отрицательные. Стало быть, со знаком плюс и минус. Сначала мы это просто запоминаем. Но если потом вдруг захочется осознать реальную физику окружающего мира, то вопросов будет ну очень и очень много.
И знаете, где стоило бы насторожиться?
В тот момент, когда незримой нитью через текст повествования проходит фраза, что "положительные и отрицательные заряды - это лишь условное разделение".
Здесь начинается главная проблема. Можно просто принять существование таких зарядов и тогда вся дальнейшая физика прекрасно выстраивается в общую логику. Зато если поковыряться в учебнике и постараться найти ответ чем, собственно говоря, заряды отличатся друг от друга и почему это так, результата не будет.
Давайте попробуем вместе разобраться, чем положительный заряд отличается от отрицательного.
Что вообще такое заряд
Электрический заряд - это скалярная физическая величина, которая характеризует...количество электричества. Иначе и не скажешь. Это самая простая и прозрачная формулировка. Но само "количество электричества" - вещь весьма абстрактная, которая ни о чём нам не говорит. Важно проявление этого явления на практике.
Заряд - это не просто абстрактное понятие, а термин, который описывает способность объекта вступать в электромагнитные взаимодействия.
Так уже яснее и даже становится понятным, для чего всё это вообще нужно в физике. И отсюда растут ноги или уши. У кого что.
Так уж получилось, что электромагнитные взаимодействия объектов не совсем-таки одинаковые и это различие надо было как-то описать. Одно тело притягивало другое тело, а в некоторой аналогичной ситуации отталкивало следующее. Как так получается...Ну наверное просто заряды...Разного знака! Потому и отталкивают или притягивают. К слову, рассуждения про отрицательную массу пошли по этому же пути.
Было решено, что электроны - это отрицательные заряды. Просто принято условно и от фонаря! Не то, чтобы я тут критиковал всю классическую физику. Но только прочитайте ещё раз - просто было предположено, что электрон отрицателен.
Дальше электроны стали носителями заряда, которые способны переходить с тела на тело и тем самым создавать избыток или недостаток заряда своего знака. Помните стандартные опыты с щёлком, стеклом и расчёской. Когда мы гладим кота, мы просто перемещаем электроны. Поэтому, и генератор тока выполняет работу по отделению зарядов одного знака от другого, а не просто "качает элекстричество".
Ну а носитель положительного заряда - это протоны.
Не сложно догадаться, что протон из ядра атома просто так не вытащить, поэтому и перенос заряда отнесён к электронам, и электрический ток связан с электронами, и всё держится на электронах.
Так чем тогда заряды отличаются физически?
Прямого ответа на этот вопрос найти не получится. Чаще всего в учебнике физики говорится про различие тел, но не про отличия самих зарядов друг от друга.
Отличие положительно заряженного тела от отрицательно заряженного в том, что у первого недостаток электронов, а у второго - избыток.
Эта логика очень хорошо впоследствии привязывается и ко всей теории электротехники. Вот только... Реальной физической причины для этого нет. Она не сформулирована как, например, сформулировано отличие красного цвета от зеленого, которые различаются из-за длины отраженной волны.
Точнее...Справедливо будет сказать, что физические различия, вероятнее всего, и правда есть. Но вся классическая логика строилась, пока причина эта была точно не ясна. Скажу больше - не знали даже таких слов.
Сегодня вопрос свойств заряда пытаются объяснить посредством кварков. Разное строение и набор кварков у тела - разный заряд. Но это скорее способ объяснить факт взаимодействия, а о различии именно зарядов пока внятных предположений даже и нет.
Современная физика предполагает, что две частицы с противоположными свойствами окружены виртуальными фотонами и порождают кванты поля, которые, проходя сквозь другие частицы, оказывают на них некоторое влияние.
Влияние выражается в виде того самого знаменитого отталкивания или притяжения.
Тут напрашиваются два возможных варианта. Причём, исходить всегда из постоянного нахождения объектов в поле:
- Либо сами частицы разориентированы относительно друг друга и посредством поля тогда толкают друг друга.
- Либо частицы с разными зарядами сами являются колебаниями поля и все время пульсируют в противофазе, а тем самым отталкиваются и притягиваются
Для теоретической физики тема, на самом деле, остаётся до сих открытой. Рассуждения о связи этих взаимодействий с электромагнитным полем делают предположения похожими на описание природы гравитации посредством теории относительности Эйнштейна. Это не так-то и плохо, поскольку ставит рассуждения в один ряд с базовой логикой построения всего вокруг. Кроме того, всё это прекрасно описывает постоянную связь электричества с полем.
Ведь что толкает электроны по проводнику согласно классическим представлениям? Конечно же, поле!
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!