在物理学中,电荷守恒定律是最基本的原理之一。
电荷守恒是指任何在孤立系统内的量子数总和是不变的,因此在任何给定时刻,系统中正电荷的数量总是等于负电荷的数量。
根据电荷守恒定律,带电体之间的相互作用会导致电荷的重新分配,但总电荷量不会发生变化。这也解释了为什么反复搓手指头会吸引小纸片,搓了指头后手指头会电离,产生电荷,再接触小纸片就形成了电荷分布不均匀的情况,导致小纸片被吸引。
电荷守恒定律的进一步应用是在理解离子化和反应机理方面。当原子或分子发生化学反应时,电荷是重新分配的,但整个系统的总电荷量仍然保持不变。例如,氧化铁分子(Fe2O3)与铝粉(Al)混合可以发生高热反应,这是红色烟花背后的原理。在这个过程中,氧化铁发生还原,铝发生氧化,形成铁和铝的混合物,散发出色彩缤纷的火花。