Czym jest ładunek elektryczny?

Pytanie

Pyta Marysia

Moje pytanie dotyczy ładunku elektrycznego: czy jest on materialny, czy to po prostu „umowa” tłumacząca zachowania protonu i elektronu? Jak może być ujemny? Czy jest jakaś różnica pomiędzy „dodatniością” ładunku protonu i pozytonu?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Spróbujmy najpierw odpowiedzieć na pytanie, czy kolor samochodu jest materialny, czy też jest to tylko umowa tłumacząca jego wygląd. I czy ma on dodatni czy ujemny wpływ na masę samochodu. Sądzę, że kolor samochodu jest niezależny od żadnej umowy, gdyż jest związany z długościami fal świetlnych odbijanymi przez jego powierzchnię. Natomiast fakt, że nazywamy go np. „czerwonym” jest już tylko umową. I kolor nie ma praktycznie wpływu na masę samochodu.

Przejdźmy teraz do ładunku elektrycznego. Determinuje on oddziaływanie protonu lub elektronu z polem elektromagnetycznym, a fizyczne oddziaływanie nie jest zależne od żadnej umowy. Natomiast umowne jest, czy dany ładunek nazwiemy dodatnim czy ujemnym, oraz w jakich jednostkach go wyrazimy. Inna cywilizacja badająca fizykę może nazwać ładunek elektronu dodatnim, a protonu ujemnym, zapisując jednocześnie prawa fizyki opisujące ruch cząstek (tzw. równania ruchu) w nieco innych konwencjach.

Proton i pozyton mają identyczne ładunki elektryczne. Nie ma więc między tymi ładunkami żadnej różnicy. Natomiast same cząstki różnią się wieloma innymi własnościami, np. masą – proton jest około 1800 razy cięższy od pozytonu.