elementarny. Kwantyzację ładunku elektrycznego zalicza się także do podstawowych praw natury.
Zasada zachowania ładunku elektrycznego polega na tym, że całkowity ładunek elektryczny układu odosobnionego, tj. suma algebraiczna ładunków dodatnich i ujemnych układu, jest stały, czyli nie ulega zmianie. Zasada ta jest znana jako postulat Maxwella i jest jednym z podstawowych praw fizyki.
Układ odosobniony jest to taki układ, przez którego granice nie przenikają ładunki elektryczne. Zatem ładunek elektryczny jest niezniszczalny: nigdy nie ginie i nie może być stworzony. Ładunki mogą się natomiast przemieszczać z jednego miejsca w inne, ale nigdy nie biorą się znikąd. Mówi się więc, że ładunek elektryczny jest zachowany.
Można także potocznie mówić o generowaniu, wytwarzaniu ładunków, rozumiejąc przez to generalnie przemieszczanie, przenoszenie elektronów z jednego ciała na drugie, które powoduje, że ciała stają się naelektryzowane wskutek nadmiaru albo niedomiaru (braku) ładunków. Proces taki nazywa się elektryzowaniem, elektryzacją ciał i jest fizycznym odzwierciedleniem, potwierdzeniem zasady zachowania ładunku elektrycznego.
Oprócz ładunków elementarnych inną własnością cząstek elementarnych jest ich masa. Atom, jako układ odosobniony, ma zatem ładunek zerowy, ale masę różną od zera. Poszczególne elementy atomu mają następujące ładunki i masy:
elektron |
-1.6021892-10-19 C |
9.1095340-10"31 kg | |
proton |
1.6021892 -10"19 C |
1.6726485-10"27 kg | |
neutron |
0 |
1.6749543-10"27 kg | |
Razem: |
0 |
3.348514-10"27 kg |
Atomy i cząsteczki materii są układami dynamicznymi. Atomy pierwiastka składają się z elektronów i jądra, złożonego z protonów i neutronów. Dookoła jądra krążą elektrony tworząc jakby chmurę elektronową, która decyduje o wymiarach atomu. Średnice elektronów i jąder wynoszą ok. 10" m, podczas gdy średnice atomów ok. 10 10 m. Wymiary geometryczne elektronów i jąder są zatem bardzo małe w porównaniu ze średnimi odległościami między nimi, atom więc można traktować jako układ elementarnych cząstek w środowisku próżniowym.