Закон сохранения заряда. К числу точных (абсолютных) законов природы относится закон сохранения зарядов: при любых известных взаимодействиях элементарных частиц алгебраическая сумма
К числу точных (абсолютных) законов природы относится закон сохранения зарядов: при любых известных взаимодействиях элементарных частиц алгебраическая сумма зарядов до и после взаимодействия одинакова.
Может изменяться число частиц, одни могут исчезать, другие появляться в процессе взаимодействия, но суммарный заряд остается постоянным.
В классической электродинамике изучаются процессы, в которых не происходит взаимного превращения частиц, такт что закон сохранения заряда есть простое следствие сохранения его носителей.
В изолированной системе заряд сохраняется. Изменение его в неизолированной системе определяется только токами зарядов, текущих из системы или в нее. Поэтому убыль величины заряда в любом объеме пространства в единицу времени равна току, вытекающему через поверхность, ограничивающих объем, т.е.
, (1)
где , - единичный вещественный вектор внешней нормали.
Интегральное соотношение (1) эквивалентно дифференциальному
, (2а)
или
. (2б)
Действительно, возьмем интеграл по объему от (2а) и применим теорему Гаусса:
.
Формулу (2) называют уравнением непрерывности тока зарядов. Оно выражает закон сохранения заряда в каждой точке пространства.
При стационарном распределении зарядов поэтому и имеет место движение зарядов по замкнутым траекториям.