規(guī)范不變性導出電荷守恒的邏輯次序大體是這樣的——
1)要使波函數(shù)做第一類規(guī)范變換后體系的方程形式不變,就必須在體系的哈密頓量中加入一個耦合于體系的規(guī)范場,并且這個規(guī)范場在波函數(shù)做第一類規(guī)范變換的同時要作相應(yīng)的第二類規(guī)范變換;
2)由正則方程證明那個加入的規(guī)范場就是電磁場的標勢與矢勢,于是也就證明了體系與該規(guī)范場就是靠電荷來耦合的;
3)由體系的薛定諤方程或狄拉克方程導出的關(guān)于幾率與幾率流的連續(xù)性方程,在加入了上述規(guī)范場的情況下就是關(guān)于電荷與電流的連續(xù)性方程;
4)由連續(xù)性方程即可證明電荷守恒。
電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒是在任何情況下都成立,這三者也共同形成了質(zhì)量守恒定律。
質(zhì)量守恒定律是俄國科學家羅蒙諾索夫于1756年最早發(fā)現(xiàn)的。拉瓦錫通過大量的定量試驗,發(fā)現(xiàn)了在化學反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。也稱物質(zhì)不滅定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。
在任何與周圍隔絕的體系中,不論發(fā)生何種變化或過程,其總質(zhì)量始終保持不變。或者說,任何變化包括化學反應(yīng)和核反應(yīng)都不能消除物質(zhì),只是改變了物質(zhì)的原有形態(tài)或結(jié)構(gòu),所以該定律又稱物質(zhì)不滅定律。化學反應(yīng)的過程,就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)(反應(yīng)物)的原子,重新組合而生成其他物質(zhì)的過程。在化學反應(yīng)中,反應(yīng)前后原子的種類沒有改變,數(shù)目沒有增減,原子的質(zhì)量也沒有改變。
在化學反應(yīng)過程中,反應(yīng)前后原子的種類沒有改變,原子的數(shù)目沒有增減,原子的質(zhì)量也沒有變化。所以化學反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然相等。
①化學變化中的“一定不變”:原子種類、原子數(shù)目、原子質(zhì)量、元素種類、元素質(zhì)量和反應(yīng)前后各物質(zhì)的總質(zhì)量一定不變;
②化學變化中的“一定改變”;分子種類、物質(zhì)種類一定改變;
③化學變化中的“可能改變”:分子數(shù)目可能改變,元素化合價。
適用范圍:
①質(zhì)量守恒定律適用的范圍是所有化學變化,包括大部分的物理變化;
②質(zhì)量守恒定律揭示的是質(zhì)量守恒而不是其他方面的守恒。物體體積不一定守恒;
③質(zhì)量守恒定律中“參加反應(yīng)的”不是各物質(zhì)質(zhì)量的簡單相加,而是指真正參與了反應(yīng)的那一部分質(zhì)量,反應(yīng)物中可能有一部分沒有參與反應(yīng);
④質(zhì)量守恒定律的推論:化學反應(yīng)中,反應(yīng)前各物質(zhì)的總質(zhì)量等于反應(yīng)后各物質(zhì)的總質(zhì)量。