概述
電荷在電磁學裡， 稱帶有電荷的物質為“帶電物質”。兩個帶電物 質之間會互相施加作用力於對方，也會感受到對方施加的作用力，所涉及的作用力遵守庫侖定律。電荷分為兩種，“正電荷”與“負電荷”。帶有正電荷的物質稱為“帶正電”；帶有負電荷的物質稱為“帶負電”。假若兩個物質都帶有正電或都帶有負電，則稱這兩個物質“同電性”，否則稱這兩個物質“異電性”。兩個同電性物質會相互感受到對方施加的排斥力；兩個異電性物質會相互感受到對方施加的吸引力。
電荷是許多次原子粒子所擁有的一種基本守恆性質。稱帶有電荷的粒子為“帶電粒子”。靜止的帶電粒子會產生電場，移動中的帶電粒子會產生電磁場，帶電粒子也會被電磁場所影響。一個帶電粒子與電磁場之間的相互作用稱為電磁力或電磁相互作用。這是四種基本相互作用中的一種。
歷史
泰勒斯西元前600年左右，希臘的哲學家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）記錄，在摩擦貓毛於琥珀以後，琥珀會吸引像羽毛一類的輕微物體，假若摩擦時間夠久，甚至會有火花出現。
吉爾伯特首先發明的靜電驗電器（versorium）是一種可以偵測靜電電荷的驗電器。當帶電物體接近金屬指針的尖端時，因為靜電感應，異性電荷會移動至指針的尖端，指針與帶電物體會互相吸引，從而使得指針轉向帶電物體。
1600年，英國醫生威廉·吉爾伯特，對於電磁現象做了一個很仔細的研究。他指出琥珀不是唯一可以經過摩擦而產生靜電的物質，並且區分出電與磁不同的屬性。他撰寫了第一本闡述電和磁的科學著作《論磁石》。吉爾伯特創建了新拉丁語的術語“electricus”（類似琥珀，從“ήλεκτρον”，“elektron”，希臘文的“琥珀”），意指摩擦後吸引小物體的性質。這聯結給出了英文字“electric”和“electricity”，最先出現於1646年，湯瑪斯·布朗（Thomas Browne）的著作《Pseudodoxia Epidemica》（英文書名《Enquries into very many received tenets and commonly presumed truths》）。隨後，於1660年，科學家奧托·馮·格里克發明了可能是史上第一部靜電發電機（electrostatic generator）。他將一個硫磺球固定於一根鐵軸的一端，然後一邊鏇轉硫磺球，一邊用乾手摩擦硫磺球，使硫磺球產生電荷，能夠吸引微小物質。
理清電荷
1785年，法國物理學家庫侖(C.A.Coulomb,1736-1806)以他的扭秤實驗得出靜電作用定律.人類從此對電磁現象進入了定量研究。
1820年，奧斯特(H.C.Oersted,1771-1851)發現電流的磁效應。
1820年，安培（A.M.Ampère,1775-1836）發現電流之間的互作用定律。
1831年，法拉第（M.Faraday,1791-1867）發現電磁感應定律。
1865年，麥克斯韋（J.C.Maxwell,1831-1879）在總結前人實驗定律的基礎上提出電磁場方程組，並從他的方程組預言電磁波的存在，進而指出光的電磁本質。
1887年，赫茲（H.Hertz,1857-1894）以實驗證實了電磁波的存在，並對麥克斯韋方程組進行了整理和簡化。
1895年，洛倫茲（H.A.Lorentz,1853-1928）發表“電子論”並給出電荷在電磁場中受力的公式.至此，經典 電磁理論的基礎已經確立。
1897年，湯姆遜（J.J.Thomson，1856-1940）在陰極射線管中發現了電子(e-)，這是人類歷史上發現的第一個基本粒子。物理學家們陸續發現了一大批帶電的或電中性的粒子，其中包括質子(p)、正電子(e+)和中子(n)。
納米發出電荷
1897 J.J.Thomson 在陰極射線實驗中發現了電子，這是人類發現的第一個基本粒子，1905-1913年， R.A. Millikan 多次以“油滴”實驗測量了電子的電荷質量比。
1911 E.Rutherford 跟據 a 粒子碰撞金屬箔的散射實驗，提出原子的有核模型；1920年，又猜測原子核內除存在帶正電的“質子”外，還應當含有一種中性粒子。
1930 A.M.Dirac 將相對論引進量子力學，提出相對論電子理論,預言存在電子的反粒子——正電子（同時預言存在磁單極） 。
1932 C.D.Anderson 在宇宙線中發現正電子，證實了Dirac 的預言J.Chadwick 發現中子，證實了Rutherford 的猜測W.K.Heisenborg 和伊萬年科各自建立原子核由質子和中子組成的假說 。
1935湯川秀樹（H.Yukawa）提出強作用的介子理論；1950年C.F.Powell 在宇宙線中發現 p介子 。
1937 C.D.Anderson 在宇宙線中發現 m子 。
1947-- 陸續在宇宙線和加速器中先後發現了一批奇異粒子：L超子、K介子、X超子、W- 超子 1955 O.Chamberlain和 E. G. Segre在加速器中發現反質子。
1964 M.Gell-Mann和 G.Zweig 提出強子結構的夸克模型自1980年代起在加速器的電子—質子碰撞實驗中，先後發現了理論預言的3色 6味、以束縛態存在的夸克和反夸克（最重的t夸克直到 1995年才被發現）。
1964 一組科學家在歐洲核子中心（CERN）的加速器中發現反質子和反 中子組成的反氘核。
1983 C.Rubbia等在歐洲核子中心發現電弱統一理論預言的 W±和 Z0 粒子 。
在各種帶電微粒中，電子電荷量的大小是最小的。人們把最小電荷叫做元電荷，常用符號e表示。
-19
e=1.6×10^-19
與生活聯繫
你可能聽說過，有的人觸電時被電吸住，而有的人觸電時卻被電打開了，這是怎么一回事呢？
原來，觸電就是人體的某一部位接觸到帶電體，有電流從人人體中通過。人觸電後，主要反應是神經受到強烈刺激，引起肌肉收縮。大家知道，手部的動作主要依靠手指的活動，而手指只能向手心方向活動。當電流不大時如果用手指內側或手心部位接觸帶電體，只是手部肌肉的收縮會使人牢牢握住帶電體，這就是電吸。如果用指尖或手指外側（手背部位）接觸帶電體，肌肉的強烈收縮反而會使手很快脫離帶電體，這就是電打。另外，當接觸到高電壓的帶電體時，通過人體的電流很大，有可能是人體全身或局部的神經麻痹，這時人體無法擺脫帶電體，看上去像被電吸住了，在電吸情況下，如不及時切斷電源，觸電人很快就會出現皮膚灼焦，呼吸窒息、心臟停跳，造成假死狀態。如不及時搶救，就會死亡。
電荷的種類
點電荷
電荷點電荷是帶電粒子的理想模型。真正的點電荷並不存在，只有當帶電粒子之間的距離遠大於粒子的尺寸，或是帶電粒子的形狀與大小對於相互作用力的影響足以忽略時，此帶電體就能稱為“點電荷”。 帶電是物質的一種固有屬性。電荷有兩種：正電荷和負電荷。物體由於摩擦、加熱、射線照射、化學變化等原因，失去部分電子時物體帶正電，獲得部分電子時物體帶負電。帶有多餘正電荷或負電荷的物體叫做帶電體，習慣上有時把帶電體叫做電荷。
電荷間存在相互作用。靜止電荷在周圍空間產生靜電場，運動電荷除產生電場外還產生磁場。因此靜止或運動的電荷都會受到電場力作用，只有運動電荷才能受磁場力作用。
一個實際帶電體能否看作點電荷，不僅與帶電體本身有關，還取決於問題的性質和精度的要求。點電荷是建立基本規律時必要的抽象概念，也是把分析複雜問題時不可少的分析手段。例如，庫侖定律、洛倫茲定律的建立，帶電體的電場以及帶電體之間相互作用的定量研究，試驗電荷的引入等等，都套用了點電荷的觀念。
粒子的電荷
電荷在粒子物理學中，許多粒子都帶有電荷。電荷在粒子物理學中是一個相加性量子數，電荷守恆定律也適用於粒子，反應前粒子的電荷之和等於反應後粒子的電荷之和，這對於強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用都是嚴格成立的。
特徵
自然界中的電荷只有兩種，即正電荷和負電荷。由絲綢摩擦的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷，由毛皮摩擦的橡膠棒所帶的電荷叫負電荷。 電荷的最基本的性質是：同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。物質的固有屬性之一。琥珀經摩擦後能夠吸引輕小物體的現象是物體帶電的最早發現。繼而發現雷擊、感應、加熱、照射等等都能使物體帶電。電分正、負，同號排斥，異號吸引，正負結合，彼此中和，電可以轉移，此增彼減，而總量不變。
電荷構成物質的基本單元是原子，原子由電子和原子核構成，核又由質子和中子構成 ，電子帶負電 ， 質子帶正電，是正、負電荷的基本單元，中子不帶電。所謂物體不帶電就是電子數與質子數相等，物體帶電則是這種平衡的破壞。在自然界中不存在脫離物質而單獨存在的電荷 。 在一個孤立系統中，不管發生了什麼變化，電子、質子的總數不變，只是組合方式或所在位置有所變化，因而電荷必定守恆。
為了說明電荷的特徵，不妨與質量作一些類比。電荷有正、負之分，於是電力有排斥力和吸引力的區別，質量只有一種，其間總是相互吸引，正是這種區別，使電力可以禁止，引力則無從禁止。愛因斯坦描述了質量有隨運動變化的相對論效應；而電子、質子以及一切帶電體的電量都不因運動變化，電量是相對論性的不變數。電荷具有量子性，任何電荷都是電子電荷e的整數倍 ，e的精確值(1986年推薦值)為： e=1.60217733×10^-19庫質子與電子電量（絕對值）之差小於 （10-20）e，通常認為兩者的絕對值完全相等。電子十分穩定 ，估計其壽命超過1010億年，比迄今推測的宇宙年齡還要長得多。
分數電荷
所謂分數電荷是指比電子電量小的電荷，如果存在，將動搖電子、質子作為電荷基元的地位，具有重要的理論意義。1964年，M.蓋耳-曼提出強子由夸克組成的理論，預言夸克有多種，其電荷有、種。但尚沒有關於分數電荷存在的該項目屬於粒子物理理論研究領域。電荷共軛—宇稱（CP）對稱性涉及到空間和物質的基本對稱性，一直是粒子物理研究的前沿領域。Cronin和Fitch因發現CP破壞而榮獲諾貝爾獎。但他們發現的只是間接CP破壞，既可由弱作用引起，也可由超弱作用來解釋。要區分它們，必須研究直接CP破壞。這不僅對探索自然界新的作用力和理論有著重要意義，而且對弄清CP破壞的起源起著關鍵性的作用。自1964年起物理學家一直致力於對直接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言，得到歐洲核子中心NA48和美國費米實驗室KTeV兩個重要實驗的證實。由此實驗和理論首次確立了自然界中直接CP破壞的存在，成功地檢驗了標準模型的CP破壞機制，排除了超弱作用理論。該項目同時解釋了困擾粒子物理學界近五十年的所謂ΔI=1/2規則。被國際同行公認為“北京組”工作，得到國際上實驗和理論主要專家的認可和引用。該項目對CP對稱性自發破缺的雙黑格斯二重態模型（S2HDM）中一些重要的物理唯象進行系統研究，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際核心刊物上發表了幾十篇論文，總引用率達1000餘次。發表在美國《物理評論快報》（PRL）上的論文單篇引用達90餘次。
實驗
高壓產生的電荷兩種電荷學生實驗：將學生分組。
實驗器材有：
電荷（1）、玻璃棒、橡膠棒各兩根
（2）、毛皮、絲綢各兩塊
（3）、支架；為了避免實驗中電荷的流失，最好兩名同學同時進行操作。
實驗過程：
（1）、兩位同學同時都用絲綢摩擦玻璃棒，使它帶電，將一根放在支座上，注意：要記住哪端帶電，不要用手摸帶電的一端，用另一根玻璃棒的帶電端靠近這根玻璃棒的帶電端，觀察發生的現象
（2）、用毛皮摩擦橡膠棒，重做剛才的實驗
（3）、用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒，做剛才的實驗。
實驗總結；人們用各種各樣的材料做了大量的實驗，人們發現帶電物體凡是跟絲綢摩擦過的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦過的橡膠棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦過的橡膠棒互相吸引的，必定跟絲綢摩擦過的玻璃棒互相排斥。就是說物體帶的電荷要么跟絲綢摩擦過的玻璃棒所帶電荷相同，要么跟毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷相同，沒有第三種可能，自然界中只有這樣兩種電荷，美國科學家富蘭克林對這兩種電荷做出規定：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶電荷叫做正電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷叫做負電荷。1.電荷之間相互作用規律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定律來計算。2.點電荷作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。3.庫侖定律的適用條件：真空中靜止點電荷間的相互作用力（均勻帶電體間、均勻帶電球殼間也可）。
