Kommentarer
- Jag tror att det var Ben Franklin. Han kallade elektroner negativa som en gissning. 50/50 chans och han fick fel
- @Jim, eftersom han visste att det finns fler elektroner på en plats och mindre elektroner på den andra platsen, varför gissa minus-tecken ska utse platsen med fler elektroner när det andra alternativet verkar rimligare?
- Relaterat: physics.stackexchange.com/q / 17109
- röstar för att stängas som en duplikat av physics.stackexchange.com/q/17109
- Det finns ett brev skrivet av Benjamin Franklin där han till viss del förklarar detta. Det ' s vid books.google.de/… den sida 8. Men jag tror inte ' att ' är den första bokstaven han skrev om det. Det borde finnas en där han föreslår den positiva / negativa konventionen och förklarar varför. Jag kan bara ' inte hitta den.
Svara
Formuleringen i frågan antyder att elektronerna var de första föremålen eller partiklarna vars laddning krävde att folket skulle upprätta teckenkonventionen. Men så är det uppenbarligen inte fallet.
Elektronen upptäcktes av JJ Thomson 1897 men i mycket mer än ett sekel före det ögonblicket hade människor redan studerat elektriska (och magnetiska) fenomen, till och med kvantitativt. , och de hade redan fixat någon konvention som laddade föremål eller sidor på ett batteri är positiva och vilka av dem är negativa.
Eftersom denna konvention redan var etablerad fanns det absolut ingen frihet i beslutet om skylten av elektronens laddning. Det mättes helt enkelt i katodstrålarna etc. och det visade sig vara negativt.
Historiskt sett var den första mannen som bestämde sig för en skyltkonvention för den elektriska laddningen förmodligen Benjamin Franklin på 1700-talet. Hans modell av el antog att laddade föremål innehåller en del vätska – det är den elektriska laddningen av en kontinuerlig typ (likheten med phlogiston, den vätska som tros personifiera värme, kan inte förbises). Om det finns för mycket av denna vätska, som naturligt identifieras med plustecknet, skulle han prata om den positiva elektriska laddningen och vice versa.
Fram till det ögonblick då elementära partiklar upptäcktes, det fanns inget sätt att bevisa att en av de två teckenkonventionerna var bättre än andra. I själva verket, även i dag, är det inte sant att motsatt teckenkonvention skulle vara ”bättre” i någon mening. Elektroner kan bära en positiv laddning i motsatt konvention men protoner och kärnor (och upp kvarkar) som är lika viktiga (och i fallet med upp kvarker, lika grundläggande) skulle vara negativt laddade medan de ”är snyggt positivt laddade i världen runt oss.
När en konvention är fixerad för den elektriska laddningen, uppstår en naturlig konvention för tecknet på strömmen, spänningen och många andra elektriska observationer också. Det händer bara att i kretsarna, pilarna för strömmen har motsatt riktning än elektronernas hastigheter, men denna avvikelse blev först synlig när människor visste att strömmen var sammansatt av de negativt laddade elektronerna, vilket var lång tid – ett sekel – efter Benjamin Franklins inställning av konvent. Denna uppenbara skillnad orsakar inga problem så länge vi noggrant följer den och inser (och vid behov betonar) att pilarna representerar strömmen enligt de etablerade konventionerna och inte elektronernas ”hastighet.
Man bör påpeka också att det finns ledare där ledningsförmågan garanteras av positivt laddade bärare (eller båda), till exempel i lösningar (positivt laddade joner) eller halvledare (hål). I dessa ledare överensstämmer tecknen på strömmen med tecknet hastigheten på de (positivt laddade) bärarna.
Kommentarer
- Bra svar! Jag tror att symboler hjälper till med argumentet att den andra teckenkonventionen inte skulle vara " bättre ": den (lokala) strömmen kan skrivas som $ \ vec {I} = nq \ vec {v} A $, där $ n $ är (lokal) bärvågstäthet, $ q $ bäraravgift, $ \ vec {v} $ bärarhastigheten (omedelbar, netto) och $ A $ ytan vinkelrätt mot $ \ ve c {v} $.
- Eftersom det ' kallas " elektricitet " verkar mer förnuftigt att " elektroner " definieras som positiva laddningar. Jag antar att vi alternativt kan börja kalla det " protonitet " … men är inte ' t det flödet av elektroner från kärnan till kärnan som skapar den elektriska strömmen?
- En anonym användare försökte redigera inlägget för att lägga till en kommentar. Jag ' Jag lägger upp kommentaren här: I det näst sista och sista stycket, där " elektronhastighet " nämns, författaren ' s kan mena att säga " pilarna för strömmen dras in motsatt riktning än elektronernas rörelse ", men varken den meningen eller den som han använder är vettigt, för det finns bara en " tecken " för hastighet, eftersom det inte finns något sådant som " negativ hastighet ". Jag tror att författaren korrekt måste fastställa vad han menar att säga, redigera sin post och sedan radera det första stycket.
- fortsätter: För det andra " positivt laddade bärare " är en förvirrande term, där rätt term är " positiva laddningsbärare ". Och när det gäller halvledare kan " hål " inte resa själv; det är ett elektronhålspar som i detta fall kallas laddningsbäraren, dvs när en elektron exciteras från valensbandet i ledningsbandet,
- @intuited Ordet " elektron " myntades 245 år efter ordet " elektricitet ". Elektricitet var ursprungligen en egenskap hos ett material (som " elasticitet "), specifikt " förmågan för ett material att ta en elektrisk laddning, som en bärnstensbit ( electrum på grekiska) ". Så länge " electrick " var ett substantiv, vilket betyder " en isolator ", medan " en icke-electrick " var en ledare.