Номер 10.40, страница 56 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 10. Электризация тел. Проводники и диэлектрики - номер 10.40, страница 56.

Условие.

10.40. Почему мы уверены, что электрический заряд бывает двух видов («+» и «-»), а не трех или четырех?

Решение.

Решение

Уверенность в том, что электрический заряд бывает только двух видов, а не трех или четырех, основывается исключительно на экспериментальных данных, накопленных за несколько столетий изучения электрических явлений. Существует два ключевых наблюдения, которые делают модель двух зарядов (положительного и отрицательного) единственно состоятельной.

Во-первых, это характер взаимодействия заряженных тел. В природе наблюдается всего два типа электростатического взаимодействия: притяжение и отталкивание. Любые два заряженных тела либо притягиваются, либо отталкиваются. Это позволяет разделить все возможные заряды на два класса: заряды одного класса отталкиваются друг от друга, а заряды разных классов — притягиваются. Не существует третьего варианта взаимодействия, который потребовал бы введения нового типа заряда.

Во-вторых, это явление нейтрализации. Экспериментально установлено, что заряды разных типов могут взаимно компенсировать друг друга. Если к телу, обладающему зарядом одного типа, добавить равное количество заряда другого типа, то полученная система станет электрически нейтральной. Это свойство взаимного уничтожения полностью аналогично алгебраическому сложению положительных и отрицательных чисел, где $+q + (-q) = 0$. Если бы существовал третий или четвертый тип заряда, который не являлся бы ни положительным, ни отрицательным, то простое правило нейтрализации не работало бы, и потребовалась бы более сложная теория, для которой нет никаких экспериментальных предпосылок.

Наконец, вся известная нам материя построена из элементарных частиц, которые являются носителями именно этих двух типов заряда: протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный. Все наблюдаемые процессы, от электризации трением до ядерных реакций, подчиняются закону сохранения электрического заряда, который прекрасно работает в рамках модели двух зарядов. Ни одного явления или частицы, которые бы выходили за рамки этой модели, до сих пор не обнаружено.

Ответ: Мы уверены в существовании только двух видов электрического заряда, потому что все без исключения экспериментальные наблюдения указывают на это. Существует только два вида электростатического взаимодействия (притяжение и отталкивание), а также явление взаимной нейтрализации зарядов, что идеально описывается моделью двух противоположных по знаку сущностей: положительного ($+$) и отрицательного ($-$) заряда.