Kommentarer
- Jeg tror, det var Ben Franklin. Han kaldte elektroner negative som et gæt. 50/50 chance, og han fik det forkert
- @Jim, da han vidste, at der er flere elektroner det ene sted og færre elektroner det andet sted, hvorfor gætte minustegn skal udpege stedet med flere elektroner, når den anden mulighed synes mere rimelig?
- Relateret: physics.stackexchange.com/q / 17109
- stemme for at lukke som en kopi af physics.stackexchange.com/q/17109
- Der er et brev skrevet af Benjamin Franklin, hvor han til en vis grad forklarer dette. Det ' s ved books.google.de/… den side 8. Men jeg ' tror ikke, at ' er det første brev, han skrev om det. Der burde være en, hvor han foreslår den positive / negative konvention og forklarer hvorfor. Jeg kan bare ' ikke finde det.
Svar
Formålet med spørgsmålet antyder, at elektronerne var de første objekter eller partikler, hvis ladning krævede, at folket etablerede tegnkonventionen. Men det er tydeligvis ikke tilfældet.
Elektronen blev opdaget af JJ Thomson i 1897, men i meget mere end et århundrede før det øjeblik havde folk allerede studeret elektriske (og magnetiske) fænomener, endda kvantitativt. , og de havde allerede rettet nogle konventioner, der ladede genstande eller sider af et batteri er positive, og hvilke af dem er negative.
Fordi denne konvention allerede var etableret, var der absolut ingen frihed i beslutningen om tegnet af elektronens opladning. Det blev simpelthen målt i katodestrålerne osv., Og det viste sig at være negativt.
Historisk set var den første mand, der besluttede sig for en tegnkonvention for den elektriske ladning, sandsynligvis Benjamin Franklin i det 18. århundrede. Hans model af elektricitet antog, at ladede genstande indeholder noget væske – det er den elektriske ladning af en kontinuerlig type (ligheden med phlogiston, den væske, der menes at personificere varmen, kan ikke overses). Hvis der er for meget af denne væske, som naturligt er identificeret med plustegnet, ville han tale om den positive elektriske ladning og omvendt.
Op til det øjeblik, hvor de grundlæggende partikler blev opdaget, der var ingen måde at bevise, at en af de to tegnkonventioner var bedre end andre. Faktisk, selv i dag, er det ikke sandt, at det modsatte tegnkonvention ville være “bedre” på nogen måde. Elektroner kunne bære en positiv ladning i den modsatte konvention, men protoner og kerner (og opkvarker), der er lige så vigtige (og i tilfælde af opkvarker, lige så grundlæggende) ville være negativt ladede, mens de “er pænt positivt ladede i verden omkring os.
Når en konvention er fastlagt til den elektriske ladning, opstår der en naturlig konvention for tegnet på strømmen, spændingen og mange andre elektriske observationer. Det sker bare, at i kredsløbene er pile for strømmen har den modsatte retning end elektronernes hastigheder, men denne uoverensstemmelse blev kun synlig, når folk vidste, at strømmen var sammensat af de negativt ladede elektroner, som var lang tid – et århundrede – efter Benjamin Franklins indstilling af konvention. Denne tilsyneladende uoverensstemmelse medfører ingen problemer, så længe vi nøje følger den og indser (og om nødvendigt understreger), at pilene repræsenterer strømmen i henhold til de etablerede konventioner og ikke elektronernes “hastighed.
Man bør påpege også, at der findes ledere, hvor ledningsevnen er garanteret af positivt ladede bærere (eller begge dele), for eksempel i opløsninger (positivt ladede ioner) eller halvledere (huller). I disse ledere er tegnene på strømmen enige med tegnet på hastigheden af de (positivt ladede) bærere.
Kommentarer
- Fantastisk svar! Jeg tror, at symboler hjælper med argumentet om, at den anden tegnkonvention ikke ville være " bedre ": den (lokale) strøm kan skrives som $ \ vec {I} = nq \ vec {v} A $, hvor $ n $ er (lokal) bærerens tæthed, $ q $ transportørafgiften, $ \ vec {v} $ den (øjeblikkelige, netto) bærerhastighed og $ A $ overfladen vinkelret på $ \ ve c {v} $.
- Da det ' kaldes " elektricitet ", synes mere fornuftigt, at " elektroner " defineres til at have en positiv ladning. Jeg antager alternativt, at vi kunne begynde at kalde det " protonitet " … men er ikke ' t det strømmen af elektroner fra kerne til kerne, der skaber den elektriske strøm?
- En anonym bruger forsøgte at redigere indlægget for at tilføje en kommentar. Jeg ' Jeg vil kommentere her: I det andet til sidste og sidste afsnit, hvor " elektronhastighed " nævnes, forfatteren ' s kan betyde at sige " pilene for strømmen er tegnet i den modsatte retning end elektronernes bevægelse ", selvom hverken denne sætning eller den, han bruger, giver mening, fordi der kun er en " tegn " for hastighed, da der ikke er sådan noget som en " negativ hastighed ". Jeg mener, at forfatteren korrekt skal fastslå, hvad han mener at sige, redigere sin post og derefter slette dette første afsnit.
- fortsætter: For det andet " positivt ladede bærere " er et forvirrende udtryk, hvor det korrekte udtryk er " positive ladningsbærere ". Og i tilfælde af halvledere er " huller " ikke i stand til at rejse alene; det er et elektronhulspar, der i dette tilfælde kaldes ladningsbæreren, dvs. når en elektron exciteres fra valensbåndet ind i ledningsbåndet,
- @intuited Ordet " elektron " blev opfundet 245 år efter ordet " elektricitet ". Elektricitet var oprindeligt en egenskab ved et materiale (som " elasticitet "), specifikt " et materiales evne til at tage en elektrisk ladning som et stykke rav ( electrum på græsk) ". Så i lang tid " electrick " var et navneord, der betyder " en isolator ", mens " en ikke-electrick " var en leder.