Кто (и почему) ввел условность «электроны отрицательны, протоны положительны»? [дубликат]

По какой-то причине все обозначают электроны знаком минус, а протоны знаком плюс, хотя обратное кажется более интуитивным:

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Кто ввел соглашение о том, что электроны должны быть «отрицательными», а протоны — «положительными»?

В чем причина такого выбора?

Я думаю, это был Бен Франклин. Он назвал электроны отрицательными в качестве предположения. Шанс 50/50 и он ошибся
@Джим, поскольку он знал, что в одном месте больше электронов, а в другом меньше, зачем предполагать , что знак минус должен обозначать место с большим количеством электронов, когда другой вариант кажется более разумным?
Если вы просите меня рассказать вам, каков был его мыслительный процесс, я не могу этого сделать. Но я думаю, что специфика в том, что он думал, что положительный заряд перемещается по цепи, и он думал, что это происходит так, как мы теперь знаем, противоположно движению электронов. Но я могу ошибаться
Связанный: физика.stackexchange.com/q/ 17109
голосование за закрытие как дубликат physics.stackexchange.com/q/17109
@BenCrowell, вопросы связаны, но принципиально разные. Я спрашиваю, в чем причина конвенции. Он спрашивает, почему конвенция неверна. Сказать, что они дубликаты, все равно что сказать, что «в чем причина играть в игры» — это дубликат «почему играть в игры неправильно»…
@ Джим, нельзя понять соглашение «неправильно» (иначе это не было бы соглашением). Дело в том, что электрический ток не идентичен электронному току.
Есть письмо, написанное Бенджамином Франклином, в котором он в некоторой степени объясняет это. Это на books.google.de/… на странице 8. Но я не думаю, что это первое письмо, которое он написал об этом. Должен быть один, где он предлагает положительное / отрицательное соглашение и объясняет, почему. Я просто не могу найти его.
Это нетрадиционное соглашение , поскольку обычно мы связываем положительное значение с присутствием некоторой сущности. В случае электронов их избыток указывает на отрицательный заряд.

Ответы (1)

Формулировка вопроса предполагает, что электроны были первыми объектами или частицами, заряд которых потребовал от людей установления условного знака. Но это явно не так.

Электрон был открыт Дж. Дж. Томсоном в 1897 г., но гораздо более чем за столетие до этого момента люди уже изучали электрические (и магнитные) явления, даже количественно, и они уже установили некоторые правила, которые заряжают объекты или стороны батареи. положительные, а какие из них отрицательные.

Поскольку эта условность уже была установлена, не было абсолютно никакой свободы в решении вопроса о знаке заряда электрона. Его просто измеряли в катодных лучах и т.д., и он оказался отрицательным.

Исторически сложилось так, что первым человеком, принявшим решение об условном обозначении электрического заряда, вероятно, был Бенджамин Франклин в 18 веке. Его модель электричества предполагала, что заряженные объекты содержат некую жидкость – электрический заряд непрерывного типа (нельзя не заметить сходство с флогистоном, жидкостью, которая, как считалось, олицетворяла тепло). Если этой жидкости слишком много, что естественно обозначается знаком плюс, он будет говорить о положительном электрическом заряде и наоборот.

До момента открытия элементарных частиц не было возможности доказать, что одно из двух правил знаков лучше других. На самом деле, даже сегодня неправда, что соглашение с противоположным знаком было бы «лучше» в каком-либо смысле. Электроны могут нести положительный заряд в противоположном соглашении, но протоны и ядра (и ап-кварки), которые одинаково важны (и, в случае ап-кварков, одинаково фундаментальны), будут заряжены отрицательно, в то время как в мире они хорошо заряжены положительно. вокруг нас.

Как только для электрического заряда установлено соглашение, естественное соглашение возникает и для знака тока, напряжения и многих других электрических наблюдаемых величин. Просто так получилось, что в цепях стрелки для тока имеют противоположное направление, чем скорости электронов, но это несоответствие стало видимым только тогда, когда люди узнали, что токи состоят из отрицательно заряженных электронов, что было давно – столетие. - после того, как Бенджамин Франклин устроил съезд. Это кажущееся несоответствие не вызывает проблем до тех пор, пока мы внимательно следим за ним и понимаем (и, когда необходимо, подчеркиваем), что стрелки представляют собой ток в соответствии с установленными соглашениями, а не скорость электронов.

Следует также отметить, что существуют проводники, в которых проводимость обеспечивается положительно заряженными носителями (или теми и другими), например, в растворах (положительно заряженные ионы) или полупроводниках (дырки). В этих проводниках знаки тока совпадают со знаком скорости (положительно заряженных) носителей.

Отличный ответ! Я думаю, что символы помогают в аргументе, что другое соглашение о знаках не было бы «лучше»: (локальный) ток можно записать как я → знак равно н д в → А , куда н - (локальная) плотность носителей, д транспортный сбор, в → (мгновенная, чистая) скорость носителя и А поверхность перпендикулярна в → .
Поскольку это называется «электричество», кажется более разумным определить, что «электроны» имеют положительный заряд. Я думаю, в качестве альтернативы мы могли бы начать называть это «протонностью»… но разве это не поток электронов от ядра к ядру, который создает электрический ток?
Анонимный пользователь попытался отредактировать сообщение, чтобы добавить комментарий. Я опубликую комментарий здесь: в предпоследнем и последнем абзаце, где упоминается «скорость электронов», автор может иметь в виду, что «стрелки для тока нарисованы в направлении, противоположном движению электронов». , хотя ни это предложение, ни то, которое он использует, не имеют смысла, потому что есть только один «знак» для скорости, поскольку не существует такой вещи, как «отрицательная скорость». Я считаю, что автор должен правильно установить, что он хочет сказать, отредактировать свою запись, а затем удалить этот первый абзац.
продолжает: Во-вторых, «положительно заряженные носители» — сбивающий с толку термин, где правильным термином является «положительно заряженные носители». А в случае полупроводников «дырки» не способны перемещаться сами по себе; это электронно-дырочная пара, которая в данном случае называется носителем заряда, т.е. когда электрон возбуждается из валентной зоны в зону проводимости,
продолжается: происходит разделение зарядов, и отсутствие этого электрона оставляет чистый положительный заряд в валентной зоне. Эта дырка в валентной зоне и электрон, теперь находящийся в зоне проводимости, остаются разделенными (если только не происходит рекомбинация), и они, по существу, путешествуют параллельно друг другу как носители заряда.
Извините, @Glance, но я должен заверить вас, что скорость имеет знак и может быть положительной или отрицательной. В трех измерениях скорость — это вектор, который может иметь любое направление. В 1 измерении провода это одномерный вектор, который эквивалентен действительному числу, включая знак, который может быть плюс или минус, и всегда можно сказать, имеют ли скорость и ток одинаковый или противоположный знак. .
Ваша "поправка" на "положительно заряженные носители" неверна. Эту правильную тройку слов также можно назвать «носители положительного заряда», но не «носители положительного заряда», потому что носители вообще не могут быть положительными или отрицательными. Положительным или отрицательным является заряд , и поэтому прилагательное или наречие «положительный» или «положительно» связано со словом «заряд». ... Также совершенно неверно, что дырки не могут путешествовать сами по себе. Дырки могут идеально перемещаться — они ведут себя точно так же, как частицы с положительным зарядом.
@intuitive Слово «электрон» было придумано через 245 лет после слова «электричество». Первоначально электричество было свойством материала (например, «эластичность»), в частности, «способностью материала принимать электрический заряд, как кусок янтаря ( электрум по-гречески)». Так что долгое время «электрический» был существительным, означающим «изолятор», а «неэлектрический» был проводником.
Кто (и почему) ввел условность «электроны отрицательны, протоны положительны»? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v