电荷是物体所具有的一种物理量,描述物体对电磁场的相互作用。所有的物质都由原子构成,原子核质子和中子组成原子的重要部分,围绕着原子核的电子带上带负电荷。
电荷最基本的性质是它们可能是正电荷或负电荷。当相同类型的电荷靠近时,它们会互相排斥,而不同类型的电荷会互相吸引。
电荷量是电荷的一个重要特征,用它来描述物质所携带电荷的多少。正电荷和负电荷的大小相等,而且它们是量子化的,不是连续的。电荷量被定义为库仑,量纲为A·s。
电荷是由电子带上负电荷,质子带上正电荷,因此,质子与电子之间的相互作用是产生电荷的根源。在一个中性原子中,质子和电子数目相同,因此总电荷为零。当电子数量发生变化时,原子将带有正电荷或负电荷,形成离子。
电荷的携带者不仅限于原子,电荷也可以由电子冲断金属,从分子中捐赠或接收,或通过稳定缺陷在晶格结构中移动。
电荷不仅是物理学研究的重点,它还有很多实际应用。例如,电荷的相互作用是电能的基础,因此电荷是电力工业的基础。
在电子学和通信技术中,电荷也扮演着重要的角色。电荷的流动是电流,它是电子学中的基本概念之一,是电子器件和电子产品的基础。
细胞膜在传递信号时还利用了电荷。通过移动离子,膜能够传递电刺激,使神经元激发,并使人类体内激素和其他信号得以传递。