电荷，是物体或构成物体的质点所带的正电或负电。电荷是物体的一种状态属性，宏观物体或微观粒子处于带电状态就说它们带有电荷。电荷的基本单元符号为e，其大小等于电子或质子所带电量的绝对值，任何带电体所带的电量只能是这个基本单元的整数倍。物体或微观粒子所带的电荷有两种，称为正电荷和负电荷，带同种电荷的物体互相排斥，带异种电荷的物体互相吸引。静止电荷之间的相互作用力称为静电力。实验证明，电荷的电量与其运动状态无关，即在不同的参考系内观察，带电粒子的电量保持不变，这就是电荷的相对论不变性。

中文名：电荷

外文名：electric charge

所属学科：物理学

电子电荷：e

读音：diàn hè

单位：C（库仑，简称“库”）

电荷

二十世纪初，著名的油滴实验证实电荷具有量子性质，也就是说，电荷是由一堆称为基本电荷的单独小单位组成的。基本电荷以符号

1600年，英国人吉尔伯特首先发明的静电验电器（versorium）是一种可以侦测静电电荷的验电器。当带电物体接近金属指针的尖端时，因为静电感应，异性电荷会移动至指针的尖端，指针与带电物体会互相吸引，从而使得指针转向带电物体。

1600年，英国医生威廉·吉尔伯特，对于电磁现象做了一个很仔细的研究。他指出琥珀不是唯一可以经过摩擦而产生静电的物质，并且区分出电与磁不同的属性。他撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁石》。吉尔伯特创建了新拉丁语的术语“electricus”（类似琥珀，源自“ήλεκτρον”，“elektron”，希腊文的“琥珀”），意指摩擦后吸引小物体的性质。这联结给出了英文字“electric”和“electricity”，最先出现于1646年，汤玛斯·布朗（Thomas%20Browne）的著作Pseudodoxia%20Epidemica（英文书名Enquries%20Into%20Very%20Many%20Received%20Tenets%20and%20Commonly%20Presumed%20Truths）。随后，于1660年，科学家奥托·冯·格里克发明了可能是史上第一部静电发电机（electrostatic%20generator）。他将一个硫磺球固定于一根铁轴的一端，然后一边旋转硫磺球，一边用干手摩擦硫磺球，使硫磺球产生电荷，能够吸引微小物质。%20

电荷量是物质、原子或电子等所带的电的量。单位是C（库仑，简称“库”）。一根实验室常用的玻璃棒或橡胶棒，摩擦后所带的电荷量大约只有

库仑定律（Coulomb's%20law），法国物理学家库仑（Charles-Augustin%20de%20Coulomb，1736~1806）于1785年发现，并后来用自己的名字命名的一条物理学定律。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。%20

我们常将“带电粒子”称为电荷，此外，根据电场作用力的方向性，电荷可分为正电荷与负电荷，电子则带有负电。

正电荷：人们规定用丝绸摩擦过的玻璃棒带的是正电荷（positive%20charge）。

负电荷：人们规定用毛皮摩擦过的橡胶棒带的是负电荷（negative%20charge）。

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，或者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%20。

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%20。

电荷量：电荷的多少。单位：C

最小电荷量：电子所带的电荷量。

元电荷：最小电荷量，用

起电的本质：都是将正、负电荷分开，使电荷发生转移。实质是电子的转移，并不是创造电荷。

1.%20摩擦起电

实质：电子在不同物体间的转移。

原因：不同物体对电子的吸引和束缚能力不同

带电特点：两物体带上等量异种电荷

电子从一个物体转移到另一个物体。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。

自由电子：

例如：金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子，它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置振动而不移动，只有自由电子移动，这就使金属成为导体。

2.%20感应起电

当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。

实质：将金属导体中的电子从物体的一部分转移到另一部分。

对象：金属导体。

3.%20接触起电

电荷从一个物体转移到另一个物体。

实质：电子在不同物体间的转移

发生条件：带电体与另一个物体接触

点电荷

电荷的最基本的性质是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。物质的固有属性之一。琥珀经摩擦后能够吸引轻小物体的现象是物体带电的最早发现。继而发现雷击、感应、加热、照射等等都能使物体带电。电荷分正、负，同号排斥，异号吸引，正负结合，彼此中和；电荷可以转移，此增彼减，而总量不变。

电荷

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。然而，质量只有正没有负，并且总是相互吸引，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速度变化的相对论效应，而电子、质子以及一切带电体的电量都不因速度发生变化，因此电量是相对论性的不变量。

电荷具有量子性，任何物体的电荷都是电子电荷

探索了近四十年的直接CP破坏给出更精确和自洽的理论预言，得到欧洲核子中心NA48和美国费米实验室KTeV两个重要实验的证实。由此实验和理论首次确立了自然界中直接CP破坏的存在，成功地检验了标准模型的CP破坏机制，排除了超弱作用理论。该项目同时解释了困扰粒子物理学界近五十年的所谓ΔI＝1/2规则。被国际同行公认为“北京组”工作，得到国际上实验和理论主要专家的认可和引用。该项目对CP对称性自发破缺的双黑格斯二重态模型（S2HDM）中一些重要的物理唯象进行系统研究，指出S2HDM可以成为CP破坏起源的一种新物理模型。在电荷-宇称对称性破坏和夸克-轻子味物理理论研究方面，吴岳良作为主要完成人在国际核心刊物上发表了几十篇论文，总引用率达1000余次。发表在美国《物理评论快报》（PRL）上的论文单篇引用达90余次。

将学生分组。

实验器材：

电荷

（1）玻璃棒、橡胶棒各两根。

（2）毛皮、丝绸各两块。

（3）支架。 为了避免实验中电荷的流失，最好两名同学同时进行操作。

实验过程：

（1）两位同学同时都用丝绸摩擦玻璃棒，使它带电，将一根放在支座上。注意：要记住哪端带电，不要用手摸带电的一端，用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端，观察发生的现象。

（2）用毛皮摩擦橡胶棒，重做刚才的实验。

（3）用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒，做刚才的实验。

实验总结；人们用各种各样的材料做了大量的实验，人们发现带电物体凡是跟丝绸摩擦过的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的，必定跟丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥。换言之，物体带有的电荷要么跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，要么跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同，没有第三种可能。

自然界中只有这样两种电荷，美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定：丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。

电荷之间相互作用具有如下规律：①同性相斥，异性相吸，大小用库仑定律

来计算。②点电荷作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。③库仑定律的适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（均匀带电体间、均匀带电球壳间也可）。

电磁学现象的实验研究

1785年，法国物理学家库仑（C. A. Coulomb，1736~1806）以他的扭秤实验得出静电作用定律。人类从此对电磁现象进入了定量研究。

1820年，奥斯特（H. C. Oersted，1771~1851）发现电流的磁效应。

1820年，安培（A. M. Ampère，1775~1836）发现电流之间的互作用定律。

1831年，法拉第（M. Faraday，1791~1867）发现电磁感应定律。

1865年，麦克斯韦（J. C. Maxwell，1831~1879）在总结前人实验定律的基础上提出电磁场方程组，并从他的方程组预言电磁波的存在，进而指出光的电磁本质。

1887年，赫兹（H. Hertz，1857~1894）以实验证实了电磁波的存在，并对麦克斯韦方程组进行了整理和简化。

1895年，洛伦兹（H. A. Lorentz，1853~1928）发表“电子论”并给出电荷在电磁场中受力的公式。至此，经典电磁理论的基础已经确立。

1897年，汤姆逊（J. J. Thomson，1856~1940）在阴极射线管中发现了电子（e-），这是人类历史上发现的第一个基本粒子。物理学家们陆续发现了一大批带电的或电中性的粒子，其中包括质子（p）、正电子（e+）和中子（n）。

带电基本粒子的发现

1897 — J. J. Thomson 在阴极射线实验中发现了电子，这是人类发现的第一个基本粒子。

1905~1913 — R. A. Millikan 多次以“油滴”实验测量了电子的电荷质量比。

1911 — E. Rutherford 根据α粒子碰撞金属箔的散射实验，提出原子的有核模型；

1920 ― E. Rutherford 又猜测原子核内除存在带正电的“质子”外，还应当含有一种中性粒子。

1930 — A. M. Dirac 将相对论引进量子力学，提出相对论量子理论，预言存在电子的反粒子——正电子（同时预言存在磁单极）。

1932 — C. D. Anderson在宇宙线中发现正电子，证实了Dirac的预言。J. Chadwick发现中子，证实了Rutherford 的猜测。W. K. Heisenberg和伊万年科各自建立原子核由质子和中子组成的假说。

1935 — 汤川秀树（H. Yukawa）提出强作用的介子理论。

1950 — C. F. Powell 在宇宙线中发现p介子。

1937 — C. D. Anderson 在宇宙线中发现m子。

1947 — 陆续在宇宙线和加速器中先后发现了一批奇异粒子：L超子、K介子、X超子、W-超子。

1955 — O. Chamberlain和 E. G. Segre 在加速器中发现反质子。

1964 — M. Gell-Mann 和 G. Zweig 提出强子结构的夸克模型自1980年代起在加速器的电子—质子碰撞实验中，先后发现了理论预言的3色、6味，以束缚态存在的夸克和反夸克（最重的t夸克直到1995年才被发现）。

1964 — 一组科学家在欧洲核子中心（CERN）的加速器中发现反质子和反中子组成的反氘核。

1983 — C. Rubbia等在欧洲核子中心发现电弱统一理论预言的 W± 和 Z0 粒子。

与生活的联系

你可能听说过，有的人触电时被电吸住，而有的人触电时却被电打开了，这是怎么一回事呢？

原来，触电就是人体的某一部位接触到带电体，有电流从人体中通过。人触电后，主要反应是神经受到强烈刺激，引起肌肉收缩。大家知道，手部的动作主要依靠手指的活动，而手指只能向手心方向活动。当电流不大时如果用手指内侧或手心部位接触带电体，只是手部肌肉的收缩会使人牢牢握住带电体，这就是电吸。如果用指尖或手指外侧（手背部位）接触带电体，肌肉的强烈收缩反而会使手很快脱离带电体，这就是电打。另外，当接触到高电压的带电体时，通过人体的电流很大，有可能是人体全身或局部的神经麻痹，这时人体无法摆脱带电体，看上去像被电吸住了。在电吸情况下，如不及时切断电源，触电人很快就会出现皮肤灼焦，呼吸窒息、心脏停跳，造成假死状态。如不及时抢救，就会死亡。