elektrisk ladning

Historisk er navnene på de to ladningstyper valgt, således at elektronen har negativ ladning og protonen har positiv ladning. Den numeriske størrelse af ladningen på en elektron kaldes den elektriske elementarladning, som betegnes med e og har størrelsen 1,6022∙10^-19 C (coulomb).

Så vidt fysikerne har kunnet konstatere, er protonens og elektronens ladninger numerisk nøjagtig lige store, men med modsat fortegn. Andre elementarpartikler har en ladning som er enten netop én negativ eller positiv elementarladning, eller de har som neutronen ladningen nul, dvs. er elektrisk neutrale. Elektrisk ladning er således kvantiseret, dvs. at brøkdele af en elementarladning ikke ses i observerede partikler.

En undtagelse er, at en kvark har 1/3 eller 2/3 af en elementarladning. En kvark optræder dog aldrig som en separat partikel, men er altid bundet sammen med andre kvarker, der tilsammen udgør de kendte elementarpartikler med en elektrisk ladning på plus eller minus en elementarladning.

Elektrisk ladning er en bevaret størrelse; balancen mellem positiv og negativ ladning ladning kan ikke ændres. Det må antages, at universet fra begyndelsen har indeholdt lige megen positiv og negativ ladning og derfor som helhed har været elektrisk neutralt.

Elektrisk ladning kan dog skabes ved processen pardannelse, ved hvilken elektromagnetisk stråling med tilstrækkelig høj energi i nærheden af en atomkerne kan omdannes til for eksempel et elektron-positron-par. Dette er faktisk den dominerende absorptionsmekanisme for gammastråling med høj energi.

Positronen er elektronens antipartikel og er positivt ladet. Tilsvarende kan en elektron og en positron omdannes til neutral elektromagnetisk stråling i processen annihilation, men i begge processer skabes eller forsvinder der både en positiv og en negativ ladning, således at balancen mellem positiv og negativ ladning i universet bibeholdes.

Under jordiske forhold er stof også normalt elektrisk neutralt, da det er opbygget af atomer med lige mange protoner og elektroner. Kun under særlige forhold kan der skabes et underskud eller overskud af elektroner i et stof, der da siges at være henholdsvis positivt eller negativt ladet. Dette ses bl.a. ved fænomenet statisk elektricitet, som er velkendt specielt om vinteren, hvor luften er meget tør. Den opstår ved gnidning mellem forskellige materialer, fx skosåler på et tæppe eller en trøje mod en stoleryg.

Et resultat af opbygning af statisk elektricitet ses også i mere spektakulær form i atmosfæren som lyn.

• elektricitet
• elektron