В физике элементарными носителями электрического заряда являются субатомные частицы. Заряд считается фундаментальным свойством материи, которое определяет её взаимодействие с электромагнитными полями. Носители отрицательного заряда Основным и самым известным носителем отрицательного заряда в макромире является электрон.
- Электрон ( ): Стабильная отрицательно заряженная элементарная частица. Его заряд принят за элементарную единицу ( Кл). В атомах электроны образуют оболочки вокруг ядра. Мюоны и Тау-лептоны: Более тяжелые «родственники» электрона, которые также обладают отрицательным зарядом , но являются нестабильными и быстро распадаются. Антипротон ( ): Античастица протона. Имеет ту же массу, что и протон, но обладает отрицательным зарядом. Кварки (d, s, b): Нижний ( ), странный ( ) и прелестный ( ) кварки несут дробный отрицательный заряд, равный от элементарного.
Носители положительного заряда Главным носителем положительного заряда в составе обычного вещества является протон.
- Протон ( ): Стабильная частица, входящая в состав атомных ядер. Его заряд равен заряду электрона по модулю, но противоположен по знаку ( Кл). Протон состоит из кварков. Позитрон ( ): Античастица электрона. Имеет ту же массу, что и электрон, но обладает положительным зарядом . Позитроны возникают при некоторых видах радиоактивного распада (бета-плюс распад). Кварки (u, c, t): Верхний ( ), очарованный ( ) и истинный ( ) кварки несут дробный положительный заряд, равный от элементарного. Альфа-частицы: Ядра атома гелия ( ), состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Они не являются элементарными, но выступают как мощные носители положительного заряда в ядерной физике.
Ионы как макроскопические носители В химии и электрохимии под носителями заряда часто подразумевают не элементарные частицы, а целые атомы или молекулы:
| Тип иона | Заряд | Описание |
|---|---|---|
| Анионы | Отрицательный | Атомы, которые присоединили лишние электроны (например, ). |
| Катионы | Положительный | Атомы, которые потеряли один или несколько электронов (например, ). |
Квазичастицы в твердых телах В физике полупроводников выделяют особый тип «носителя» положительного заряда — дырку. Дырка не является частицей в буквальном смысле; это отсутствие электрона в кристаллической решетке, которое ведет себя как положительный заряд и перемещается под воздействием электрического поля. Если вам интересно рассмотреть, как именно эти частицы взаимодействуют в электрических цепях или внутри атома, я могу подготовить описание соответствующих физических процессов.