كمية

شحنة

خاصية جوهرية للأنوية الذرية تؤثر على تسارعها واكتشافها.
1 مقالات ذات صلة

الوصف

الشحنة خاصية جوهرية للأنوية الذرية والجسيمات الأولية تحدد كيفية تفاعلها مع الحقول الكهرومغناطيسية. وتُقاس بوحدات الشحنة الأولية، حيث تحمل البروتونات شحنة +e والإلكترونات شحنة -e. تؤثر شحنة النواة على تسارعها في الحقول الكهربائية وعلى اكتشافها في كواشف الجسيمات، إذ تترك الجسيمات المشحونة آثارًا من التأين أو الضوء عند مرورها عبر المادة. الشحنة محفوظة في جميع العمليات الفيزيائية، وهي تناظر أساسي في الطبيعة.

التاريخ

صاغ بنجامين فرانكلين مفهوم الشحنة في القرن الثامن عشر، حيث أدخل الشحنات الموجبة والسالبة. أظهر روبرت ميليكان تكميم الشحنة في تجربة قطرة الزيت عام 1909، وتطور الفهم الحديث للشحنة كتناظر قياسي في القرن العشرين.

كيف يعمل

تولّد الشحنة الحقول الكهربائية والمغناطيسية وتستجيب لها. في الحقل الكهربائي، يتعرض الجسيم المشحون لقوة تتناسب مع شحنته، مما يسبب تسارعًا. في الحقل المغناطيسي، ينحرف الجسيم المشحون المتحرك عموديًا على كل من سرعته والحقل، وهو ما يُستخدم في المسرعات ومطيافات الكتلة. يعتمد الكشف على تفاعل شحنة الجسيم مع مادة الكاشف: فهو يؤين الذرات، مكونًا أزواج إلكترون-ثقب أو ضوء وميضي يمكن قياسه.

في التطبيق

تُستغل الشحنة في جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا، وفي مسرعات الجسيمات مثل مصادم الهادرونات الكبير، وفي تقنيات التصوير الطبي مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، حيث تُكشف الجسيمات المشحونة لإعادة بناء الصور.

حقيقة طريفة

شحنة البروتون تساوي تمامًا في المقدار شحنة الإلكترون، لكنهما متعاكستان في الإشارة؛ هذا التوازن هو السبب في أن الذرات متعادلة كهربائيًا، وأي اختلاف طفيف سيكون له عواقب عميقة على بنية الكون.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 1

المواد2026-05-172 دarXiv:2605.17334سريع
كيف تسمع إرهاق البطارية قبل 400 دورة من فشلها
شيخوخة البطارية تشبه إجهاد المعدن: الشق ينضج في الداخل قبل وقت طويل من كسر الجزء. عادةً ما نعرف المشكلة عندما تنخفض السعة إلى أقل من 80٪ — ولكن بحلول ذلك الوقت تكون الأضرار غير قابلة للإصلاح. تعلم مؤلفو العمل ملاحظة العلامات الأولى للتآكل من القياسات العادية التي يقوم بها جهاز الشحن نفسه: الجهد والتيار ودرجة الحرارة والمقاومة في كل دورة.