
【電】 conservation of electricity
【化】 electric quantity
【醫】 Q.
【建】 conservation
在電磁學領域,"電量守恒"(Conservation of Electric Charge)是自然界的基本定律之一,其核心含義可概括為:
中文表述
"電量"指電荷量(符號 $Q$),單位為庫侖(C)。"守恒"指孤立系統中總量保持不變。
物理表述:封閉系統内正負電荷的代數和恒定不變,即 $sum Q{text{初始}} = sum Q{text{終末}}$。
英文對應概念
該定律指出:電荷既不能被創造也不能被消滅,隻能從一物體轉移至另一物體(如摩擦起電),或在不同粒子間轉化(如核反應中質子→中子+正電子)。
電荷守恒的微分形式由麥克斯韋方程組導出:
$$
abla cdot mathbf{J} + frac{partial rho}{partial t} = 0 $$
其中 $mathbf{J}$ 為電流密度,$rho$ 為電荷密度。此式表明任意區域電荷變化率等于流入/出的電流。
基爾霍夫電流定律(KCL)是電荷守恒在電路中的體現:節點電流代數和為零($sum I_k = 0$)。
規範不變性要求電荷守恒,成為标準模型的基礎約束之一。
經典教材
第8章系統論證電荷守恒與麥克斯韋方程的自洽性。
第27章闡釋電荷守恒的微觀機制。
學術機構
美國物理學會(APS)在粒子物理标準模型綜述中明确電荷守恒的普適性(APS Physics Portal)。
注:中文術語"電量守恒"易與"能量守恒"混淆,專業文獻普遍采用"電荷守恒"(Conservation of Charge)以精确表述電荷量守恒原理。
“電量守恒”這一表述可能存在概念混淆。在物理學中,更準确的術語是電荷守恒定律,而“電量守恒”并非标準術語。以下是詳細解釋:
這是電磁學的基本定律之一,其核心内容是:
在一個孤立系統中,總電荷量(正電荷與負電荷的代數和)始終保持不變。
若用戶實際想詢問能量守恒在電路中的表現(如電能轉化),需注意:
若問題涉及電荷量的不滅性,應使用電荷守恒定律;若涉及能量轉化,則屬于能量守恒範疇。建議根據具體場景确認術語表述。
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