Номер 4, страница 87 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

4. Возможен ли такой процесс, который не подчиняется закону сохранения заряда? Докажите.

4. Возможен ли такой процесс, который не подчиняется закону сохранения заряда? Докажите.

Нет, такой процесс невозможен. Закон сохранения электрического заряда является фундаментальным законом природы. Он гласит, что в любой электрически изолированной (замкнутой) системе алгебраическая сумма всех электрических зарядов остается постоянной.

Доказательство этого утверждения основывается на двух основных положениях:

1. Экспериментальное подтверждение. На протяжении всей истории изучения физических явлений не было зафиксировано ни одного эксперимента, который бы противоречил закону сохранения заряда. Этот закон выполняется во всех известных взаимодействиях: сильном, слабом, электромагнитном и гравитационном. Например:

- При электризации трением заряд не создается из ничего, а лишь перераспределяется между телами. Полный заряд системы остается неизменным.

- В физике элементарных частиц все реакции строго подчиняются этому закону. Например, при бета-распаде нейтрона (заряд $0$) образуются протон (заряд $+e$), электрон (заряд $-e$) и электронное антинейтрино (заряд $0$). Суммарный заряд до распада ($0$) равен суммарному заряду после распада ($( +e ) + ( -e ) + 0 = 0$).

- При аннигиляции электрона (заряд $-e$) и позитрона (заряд $+e$) образуются два гамма-кванта (заряд $0$). Суммарный заряд системы до реакции ($( -e ) + ( +e ) = 0$) равен суммарному заряду после нее ($0$).

2. Теоретическое обоснование. В современной теоретической физике закон сохранения заряда не просто постулируется, а является следствием фундаментального принципа симметрии, известного как калибровочная инвариантность. Согласно теореме Нётер, каждой непрерывной глобальной симметрии физической системы соответствует некоторая сохраняющаяся величина. Сохранение электрического заряда напрямую связано с U(1)-калибровочной симметрией уравнений квантовой электродинамики. Нарушение закона сохранения заряда означало бы нарушение этой фундаментальной симметрии, что привело бы к пересмотру основ Стандартной модели физики элементарных частиц.

Таким образом, закон сохранения заряда подтверждается как многочисленными экспериментами, так и лежит в основе теоретических моделей, описывающих наш мир.

Ответ: Нет, процесс, который не подчиняется закону сохранения заряда, невозможен. Это фундаментальный закон природы, подтвержденный всеми известными экспериментами и имеющий глубокое теоретическое обоснование, связанное с калибровочной инвариантностью электромагнитного взаимодействия.