Номер 6, страница 166 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Электрические явления. Параграф 41. Электризация тел. Вопросы для самопроверки - номер 6, страница 166.

Условие.

6. Всегда ли справедлив закон сохранения электрического заряда?

Решение.

6. Всегда ли справедлив закон сохранения электрического заряда?

Да, закон сохранения электрического заряда является одним из фундаментальных законов физики и на сегодняшний день считается абсолютно точным и универсальным. Не было обнаружено ни одного экспериментального факта или теоретического обоснования, которые бы ему противоречили.

Закон сохранения электрического заряда гласит, что в любой замкнутой (изолированной) системе алгебраическая сумма всех электрических зарядов остается постоянной, какие бы процессы в этой системе ни происходили. Математически это выражается как: $ \sum_{i=1}^{n} q_i = \text{const} $ Это означает, что заряд не может быть создан из ничего или бесследно уничтожен. Заряд может только передаваться от одного тела к другому или перераспределяться внутри системы. Также возможно одновременное рождение частиц с равными по модулю и противоположными по знаку зарядами, в результате чего суммарный заряд системы не изменяется.

Справедливость этого закона подтверждается на всех уровнях изучения материи:

На макроскопическом уровне: в процессах электризации, например, при трении стеклянной палочки о шелк, электроны переходят со стекла на шелк. В результате палочка приобретает положительный заряд, а шелк — равный по величине отрицательный. Суммарный заряд системы «палочка + шелк» до и после трения остается равным нулю.

На микроскопическом уровне (в физике элементарных частиц): закон сохранения заряда строго выполняется во всех известных взаимодействиях. Например, при аннигиляции электрона ($e^−$) и его античастицы, позитрона ($e^+$), образуются два гамма-кванта ($\gamma$). Суммарный заряд до реакции был $(-e) + (+e) = 0$. После реакции заряд гамма-квантов также равен нулю, то есть заряд сохраняется. В обратном процессе, рождении пар, высокоэнергетический гамма-квант ($\gamma$) в поле атомного ядра может превратиться в пару электрон-позитрон. Начальный заряд равен нулю, и конечный суммарный заряд пары также равен $(-e) + (+e) = 0$. При бета-распаде нейтрон ($\text{n}$), не имеющий заряда, распадается на протон ($p^+$), электрон ($e^−$) и электронное антинейтрино ($\bar{\nu}_e$). Суммарный заряд продуктов распада равен $(+e) + (-e) + 0 = 0$, что равно начальному заряду нейтрона.

С теоретической точки зрения, закон сохранения электрического заряда является следствием фундаментального принципа симметрии, известного как калибровочная инвариантность уравнений электродинамики (согласно теореме Нётер). Эта глубокая теоретическая основа делает его одним из самых надежных и незыблемых законов природы.

Ответ: Да, закон сохранения электрического заряда является фундаментальным и универсальным законом природы, который, согласно современным научным данным, выполняется всегда и во всех известных физических процессах без исключений.