اكتشاف قوة شحنة كهربائية

الشِحنة الكَهْرَبائية (بكسر الشين(ملاحظة 1)) أو الشِحنة الكَهْرَبيَّة (الجمع: شِحناتٌ كَهْرَبيَّة): خاصية فيزيائية للمادة، تُخضِعها لقوةٍ إذا وُضِعَت في مجال كهرَطيسي (كهرومِغناطيسي). وهي: إمَّا موجبةٌ، وإما سالبة (تحمِلها غالبًا: البروتوناتُ، والإلِكِتروناتُ، على الترتيب). فالمتشابهة تتنافر، والمختلفة تتجاذب. والجُسَيم الخالي من الشِحنات يُقال له: متعادل (كالنُّترون). ووَحدتُها في نظام الوَحَدات الدُّوَلي: الكولوم، وأمَّا أهلُ الكهرَباء الهندسية، فيستعملون عادةً أمبير-ساعة. ورمزُها غالبًا: Q (مِن: «Quantity»، أي: «كمية»). وإنَّ المعرفة الأُولىٰ بتفاعل المواد المشحونة، التي تُسمىٰ اليوم: الكهرَطيسية التقليدية، ما زالَت دقيقةً في المسائل التي لا تُراعي الآثار الكُمُومية (أيْ: ميكانيكا الكم).

والشِحنة الكهرَبية كميةٌ محفوظة؛ فإنَّ محصَّلة الشِحنة في نظام معزول، أو كمية الشِحنة الموجبة ناقص كمية الشِحنة السالبة: ثابتة، لا تتغير. والشحنة الكهربية تحمِلها الجسيمات دون الذرية. وأما في المواد العادية، فتَحمِل الإلكترونات الشِحنةَ السالبة، وتحمِل البروتونات الشِحنةَ الموجبة، داخلَ نَوَى الذرات. فإذا زادَ عدد الإلكترونات على البروتونات في قطعة من مادة، حَمَلَت شِحنةً سالبة، فإذا كانَت أقلَّ منها، حملت شِحنةً موجبة، فإذا تساوَيَا (أي: كانا متساويين)، تعادلَت المادة. والشِحنة مُكَمَّاة؛ فهي مضاعفاتٌ لوَحَدات صغيرةٍ تُسمى: الشِحنة الأولية، وتساوي 1.602×10−19 كولومًا، وهي أقل شِحنة حرة الوجود (إلا أنَّ لجسيماتٍ تسمى: "كواركات" شِحنةً أقل، ولكنها لا توجد إلا في تجمعات). وللإلِكِترون شِحنة: –الشِحنة الأولية، وللبروتون شِحنة: +الشحنة الأولية.

وتُكوّن الشِحنات الكهربية مجالًا كهربيَّا، فإذا تحركَت، كوَّنَتْ مجالًا مِغناطيسيًّا. والجمع بين المجالين: الكهرَبيّ، والمِغناطيسي يُسمىٰ بالمجال الكهرَطيسي،و تأثيره في الشِحنات هو مصدر القوة الكهرَطيسية، وهي من القُوى الأساسية الأربع في الفيزياء. ودراسة الجسيمات المشحونة وطريقة تنظيم تفاعلاتها بالفوتونات تُسمى: الكَهْرَحَرَكية الكمية.