電荷的形成設(shè)計(jì)思路

通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬演示，三種起電方式的過(guò)程，直觀感受。

自然界電荷產(chǎn)生的三個(gè)基本條件，摩擦起電，感應(yīng)起電，接觸帶電的實(shí)質(zhì)。

電荷點(diǎn)電荷

點(diǎn)電荷是帶電粒子的理想模型。真正的點(diǎn)電荷并不存在，只有當(dāng)帶電粒子之間的距離遠(yuǎn)大于粒子的尺寸，或是帶電粒子的形狀與大小對(duì)于相互作用力的影響足以忽略時(shí)，此帶電體就能稱為“點(diǎn)電荷”。帶電是物質(zhì)的一種固有屬性。電荷有兩種：正電荷和負(fù)電荷。物體由于摩擦、加熱、射線照射、化學(xué)變化等原因，失去部分電子時(shí)物體帶正電，獲得部分電子時(shí)物體帶負(fù)電。帶有多余正電荷或負(fù)電荷的物體叫做帶電體，習(xí)慣上有時(shí)把帶電體叫做電荷。

電荷間存在相互作用。靜止電荷在周圍空間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)電荷除產(chǎn)生電場(chǎng)外還產(chǎn)生磁場(chǎng)。因此靜止或運(yùn)動(dòng)的電荷都會(huì)受到電場(chǎng)力作用，只有運(yùn)動(dòng)電荷才能受磁場(chǎng)力作用。

一個(gè)實(shí)際帶電體能否看作點(diǎn)電荷，不僅與帶電體本身有關(guān)，還取決于問(wèn)題的性質(zhì)和精度的要求。點(diǎn)電荷是建立基本規(guī)律時(shí)必要的抽象概念，也是把研究復(fù)雜問(wèn)題時(shí)不可少的分析手段。例如，庫(kù)侖定律、洛倫茲定律的建立，帶電體的電場(chǎng)以及帶電體之間相互作用的定量研究，試驗(yàn)電荷的引入等等，都應(yīng)用了點(diǎn)電荷的觀念。

電荷基本粒子的電荷

在粒子物理學(xué)中，許多粒子都帶有電荷。電荷在粒子物理學(xué)中是一個(gè)相加性量子數(shù)，電荷守恒定律也適用于粒子，反應(yīng)前粒子的電荷之和等于反應(yīng)后粒子的電荷之和，這對(duì)于強(qiáng)相互作用、弱相互作用、電磁相互作用都是嚴(yán)格成立的。

所謂分?jǐn)?shù)電荷是指比電子電量小的電荷，如果存在，將動(dòng)搖電子、質(zhì)子作為電荷基元的地位，具有重要的理論意義。1964年，M.蓋耳-曼提出強(qiáng)子由夸克組成的理論，預(yù)言夸克有多種，其電荷有6種。但尚沒(méi)有關(guān)于分?jǐn)?shù)電荷存在的該項(xiàng)目屬于粒子物理理論研究領(lǐng)域。電荷共軛—宇稱（CP）對(duì)稱性涉及到空間和物質(zhì)的基本對(duì)稱性，一直是粒子物理研究的前沿領(lǐng)域。Cronin和Fitch因發(fā)現(xiàn)CP破壞而榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。但他們發(fā)現(xiàn)的只是間接CP破壞，既可由弱作用引起，也可由超弱作用來(lái)解釋。要區(qū)分它們，必須研究直接CP破壞。這不僅對(duì)探索自然界新的作用力和理論有著重要意義，而且對(duì)弄清CP破壞的起源起著關(guān)鍵性的作用。自1964年起，物理學(xué)家一直致力于對(duì)直接CP破壞的研究。

探索了近四十年的直接CP破壞給出更精確和自洽的理論預(yù)言，得到歐洲核子中心NA48和美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室KTeV兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。由此實(shí)驗(yàn)和理論首次確立了自然界中直接CP破壞的存在，成功地檢驗(yàn)了標(biāo)準(zhǔn)模型的CP破壞機(jī)制，排除了超弱作用理論。該項(xiàng)目同時(shí)解釋了困擾粒子物理學(xué)界近五十年的所謂ΔI＝1/2規(guī)則。被國(guó)際同行公認(rèn)為“北京組”工作，得到國(guó)際上實(shí)驗(yàn)和理論主要專家的認(rèn)可和引用。該項(xiàng)目對(duì)CP對(duì)稱性自發(fā)破缺的雙黑格斯二重態(tài)模型（S2HDM）中一些重要的物理唯象進(jìn)行系統(tǒng)研究，指出S2HDM可以成為CP破壞起源的一種新物理模型。在電荷-宇稱對(duì)稱性破壞和夸克-輕子味物理理論研究方面，吳岳良作為主要完成人在國(guó)際核心刊物上發(fā)表了幾十篇論文，總引用率達(dá)1000余次。發(fā)表在美國(guó)《物理評(píng)論快報(bào)》（PRL）上的論文單篇引用達(dá)90余次。