電荷及其守恆定律
作者：李建海
早在公元前600年，希臘人就發現摩擦過的琥珀可以吸引輕小物體。英文電「electricity"這個詞就是根據希臘文琥珀一詞創造的。後來人們發現很多物質比如玻璃和硫磺都會由於摩擦而帶電，並且帶電物體之間存在相互排斥和相互吸引的作用。
18世紀的時候，人們發現只存在兩種電荷。用絲綢摩擦玻璃棒得到一種，用毛皮摩擦橡膠棒得到另一種。如果分別把他們叫做A和B，人們發現A排斥A，B排斥B，A吸引B。但是人們並沒有發現既吸引A也吸引B，或既排斥A也排斥B的電荷C。這表明，自然間的電荷只有兩種。
對電荷的「+」和「-」的名稱及符號是由富蘭克林任意選定的。
他規定：玻璃棒摩擦毛皮後所帶電荷為正，橡膠棒摩擦絲綢後所帶電荷為負。你也可以給它們互換稱號或使用其他一對對立詞彙去區別這兩種電荷。但是，用「+」和「-」表示電荷要方便的多。
結論：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
在課堂教學中，有些成功的經驗：用懸掛的氣球做實驗會更容易成功。具體做法是先使氣球帶某種電荷，用摩擦後的玻璃棒和橡膠棒靠近氣球，氣球由於打破受力平衡而發生運動。
還可以用感應起動機和驗電羽來做。
同種電荷相互排斥。科技館中，用手觸摸範德格拉夫起電機後頭髮飄起也是這個原因。
異種電荷相互吸引。
在玻璃瓶口處裝一橡膠塞，塞中插一根金屬杆，杆的上端有一金屬球，下端懸掛一對金箔（或鋁箔）。當帶電體與金屬小球接觸時，箔片因帶同性電荷相排斥而張開。為了避免氣流的影響，金屬棒和箔片封閉在一個玻璃瓶中，棒與瓶間有絕緣材料相隔。歷史上第一個驗電器，是英國的吉爾伯特在實驗過程中製作的。下圖是高中物理實驗室常見的驗電器。可以檢驗物體是否帶電，判斷帶電的種類以及所帶電荷量的多少等。
將家裡的水龍頭打開，把水開小一點，又要保證能形成細小的水流。將梳子在頭上摩擦幾下，靠近水流，就會發現水流被梳子吸引過去了，上下移動，水流還能跳舞。
現代的原子模型中，有一個和原子尺寸相比非常小的原子核。原子核中有質子和中子，質子帶正電，中子不帶電，核外有帶負電的電子。質子數量與電子數量相等，所以整個原子對外界較遠位置表現為電中性。
電子質量大約是質子質量的1/1830，電子質量可忽略不計，幾乎所有的質量都集中在原子核中。如果把60億個（與地球上的人口數量相等）原子排成一條線，總長只有60cm（夠小吧）。
原子核內部的質子和中子被核力緊密的束縛在一起，核外的電子靠質子的吸引力維繫在原子核附近，通常離原子核較遠的電子受到的束縛較弱，容易受到外界的作用而脫離原子。當兩個物體相互摩擦時，一些束縛的不緊的電子往往從一個物體轉移到另一個物體，於是，原來電中性的物體由於得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。例如，用絲綢摩擦玻璃棒時，玻璃棒上有些電子跑到絲綢上了，玻璃棒因缺少電子而帶正電，絲綢因有了多餘的電子而帶負電。
對於摩擦起電我們並不陌生，可是由摩擦產生的電荷的危害到底有多大？在略文教授的課上，老教授用毛皮拍打西蒙同學二十多下後，二者之間由於摩擦積累的電荷足以使幾千伏特的氖管閃光。
摩擦後的梳子帶電，可為什麼能夠吸引水流呢？還可以吸引紙屑。
在水流或紙屑中又發生了什麼呢？
當帶電體靠近導體或絕緣體時，由於同種電荷相斥，異種電荷相吸。導體或絕緣體內的電荷發生了移動導致靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷。這種現象叫做靜電感應。
又由於引力大於斥力，所以可以吸引輕小物體。
當梳子遠離紙屑時，紙屑是否帶電？紙屑與梳子接觸後會一直吸引嗎？若要使紙屑只帶一種電荷，該怎麼做？
實驗證明，任何能被探測到的正的或負的帶電體所帶電荷量都可以寫作
q=ne，
n=±1、±2、±3……
這表明，物體所帶電荷量是不連續的，只能是某一基元電荷的整數倍。
e稱為元電荷，數值最早由美國物理學家密立根測定，並因此獲得1923年諾貝爾物理學獎。現在e的公認值為
e=1.60217733×10-19C。
無論是是摩擦起電還是感應起電，本質都是使微觀帶電粒子（如電子）在物體之間或物體內部轉移，而不是創造出了電荷。
大量事實表明，電荷既不會創生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持不變。這一結論叫做電荷守恆定律。
想想看，現在接觸的守恆律都有哪些？