Sformułowanie pytania sugeruje, że elektrony były pierwszymi obiektami lub cząstkami, których ładunek wymagał od ludzi ustalenia konwencji znakowej. Ale oczywiście tak nie jest.
Elektron został odkryty przez JJ Thomsona w 1897 roku, ale przez ponad sto lat wcześniej ludzie badali zjawiska elektryczne (i magnetyczne), nawet ilościowo i ustalili już pewną konwencję, że naładowane przedmioty lub boki baterii są dodatnie, a które ujemne.
Ponieważ ta konwencja została już ustalona, nie było absolutnie żadnej swobody w decyzji co do znaku ładunku elektronu. Został on po prostu zmierzony w promieniach katodowych itp. I okazał się ujemny.
Historycznie, pierwszym człowiekiem, który zdecydował o konwencji znaków dla ładunku elektrycznego był prawdopodobnie Benjamin Franklin w XVIII wieku. Jego model elektryczności zakładał, że naładowane obiekty zawierają jakiś płyn – jest to ładunek elektryczny typu ciągłego (nie można przeoczyć podobieństwa do flogistonu, płynu, o którym sądzono, że uosabia ciepło). Gdyby tego płynu było za dużo, co naturalnie jest utożsamiane ze znakiem plus, mówiłby o dodatnim ładunku elektrycznym i odwrotnie.
Aż do momentu odkrycia cząstek elementarnych, nie było sposobu, aby udowodnić, że jedna z dwóch konwencji znaków była lepsza od innych. W rzeczywistości nawet dzisiaj nie jest prawdą, że przeciwna konwencja znaków byłaby w jakimkolwiek sensie „lepsza”. Elektrony mogą mieć ładunek dodatni w odwrotnej konwencji, ale protony i jądra (i górne kwarki), które są równie ważne (aw przypadku kwarków górnych, równie fundamentalne) byłyby naładowane ujemnie, podczas gdy „są ładnie naładowane dodatnio na świecie” wokół nas.
Kiedy już ustalimy konwencję dotyczącą ładunku elektrycznego, pojawi się naturalna konwencja dla znaku prądu, napięcia i wielu innych obserwowalnych elektryczności. Po prostu zdarza się, że w obwodach strzały dla prądu mają kierunek odwrotny niż prędkości elektronów, ale ta rozbieżność stała się widoczna dopiero, gdy ludzie dowiedzieli się, że prądy składają się z ujemnie naładowanych elektronów, co było długo – sto lat – po ustawieniu przez Benjamina Franklina Konwencja. Ta pozorna rozbieżność nie powoduje żadnych problemów, o ile uważnie ją przestrzegamy i zdajemy sobie sprawę (i, gdy to konieczne, podkreślamy), że strzałki przedstawiają prąd zgodnie z ustalonymi konwencjami, a nie prędkość elektronów.
Należy Zwróć również uwagę, że istnieją przewodniki, w których przewodnictwo zapewniają nośniki naładowane dodatnio (lub oba), na przykład w roztworach (jony naładowane dodatnio) lub półprzewodnikach (dziury). W tych przewodnikach znaki prądu pokrywają się ze znakiem prędkość nośników (naładowanych dodatnio).
Komentarze