电荷和质量的区别
电荷和质量都是宇宙中所有物质都具有的物理属性。电荷是物质的一种属性,凭借这种属性,物质表现出电效应。质量是衡量物体物质多少的属性。此外,电荷是导致静电力的属性。另一方面,质量是导致万有引力的属性。电荷和质量都是标量,只有大小。因此,两者都像实数一样相加。
在本文中,我们将通过考虑各种参数(如基本定义、表示、对场类型的响应、SI 单位、类型等)来讨论电荷和质量之间所有主要的区别。让我们从一些电荷和质量的基本知识开始,这样更容易理解它们之间的区别。
什么是电荷?
电荷或电荷是物质亚原子粒子的属性,凭借这种属性,物质表现出电效应。电荷用符号“q”或“Q”表示,以库仑 (C)为单位测量。
正如我们从物质电子理论中得知,每种物质都由称为原子的小型结构单元组成。原子由三种基本亚原子粒子组成,即电子、质子和中子。电子和质子可以携带电荷;因此,它们被称为电粒子。
然而,电子和质子携带大小相同的不同电荷,即电子携带负电荷,而质子携带正电荷。这两种类型的电荷导致静电力。这些静电力可以是吸引力或排斥力,具体取决于电荷的类型。如果两种电荷极性相反,即正负,则静电力将是吸引力。如果两种电荷极性相同,则它们之间会产生排斥力。自然界中存在的最小的电荷是电子上的电荷,等于 -1.6 × 10-19 C。
什么是质量?
质量是自然界中所有物质最基本的属性。质量定义为物体所含物质的量度。物体的质量通常用符号“m”表示。质量的 SI 单位是 kg(千克)。
对于给定的物体,质量是一个恒定的物理量,不会随时间和地点而改变。尽管根据爱因斯坦的质能关系 E = mc2,能量和质量可以相互转换,即如果物质质量减少会释放大量能量,例如核反应。
此外,质量是由于重力作用而决定物体重量的因素。物体的质量不受物体内部粒子排列的影响。
电荷和质量的区别
电荷和质量都是物质的属性,但是它们之间存在一些差异,在下表中列出:
差异依据 | 电荷 | 质量 |
---|---|---|
定义 | 电荷或电荷是亚原子粒子的属性,凭借这种属性,物质表现出电行为。 | 物体的质量定义为物体中物质的量度。 |
表示 | 电荷用符号“q”或“Q”表示。 | 物体的质量用符号“m”表示。 |
由于 | 电荷是由于原子中的电子和质子。 | 物体的质量是由于质子、中子和电子。 |
极性 | 电荷可以是正的、负的或零。其中,电子上的电荷为负,而质子上的电荷为正。 | 物体的质量始终为正量。 |
场类型 | 电荷产生电场。 | 质量产生引力场。 |
存在依赖性 | 电荷不能独立于质量而存在。因此,每个带电体都总是具有一定的质量。 | 质量可以独立于电荷而存在。因此,拥有质量的物体不一定具有任何电荷。 |
量子化 | 电荷总是量子化的,即它始终以电子电荷的整数倍存在。也就是说,$$Q\:=\:ne$$ | 物体的质量量子化尚未确定。 |
守恒 | 根据电荷守恒定律,电荷始终守恒。 | 质量不守恒。因为根据爱因斯坦的质能原理,一部分质量可以转化为能量。 |
速度依赖性 | 物体上的电荷不取决于其速度。 | 根据相对论,物体的质量随着速度的增加而增加。 |
力的性质 | 两个物体之间由于其电荷而产生的静电力可能是吸引力或排斥力。如果电荷不同,则为吸引力;如果电荷相同,则为排斥力。 | 两个物体之间由于其质量而产生的力始终是吸引力。这种力称为万有引力。 |
辐射发射 | 加速的电荷会发出电磁辐射。 | 质量不会发出辐射。 |
测量单位 | 电荷以库仑 (C) 为单位测量。 | 质量的测量单位是千克 (kg)。 |
结论
电荷和质量之间最显着的区别在于,物体上的电荷负责其电行为,而物体的质量负责其在引力场中的行为。电荷和质量都只有大小,没有方向,因此两者都是标量。