電子の電荷が陽子の電荷の負であると見なされるのはなぜですか?その逆も同様です。

Aug 21 2020

これまでにわかっているのは、2種類の料金が存在するということだけだとしましょう。それらの1つは電子と呼ばれる素粒子によって所有され、もう1つは陽子と呼ばれる別の素粒子によって所有されています。また、陽子の別の陽子への影響は、反発力の点で電子の別の電子への影響と同じであり、電子と陽子も、引き付けるという事実以外は、互いに同様の影響を及ぼします。お互いに反発しません。

さて、電子の電荷は $1 \text{ e}$。なぜ陽子の電荷をとるのか$-1 \text{ e}$それらが類似しているが反対の効果を持っているという情報だけに基づいていますか?さて、陽子の電荷を次のように定義すると$-1 \text{ e}$、体の正味電荷 $n_1$ 電子と $n_2$ 陽子は $n_1e+n_2(-e) = (n_1-n_2)e$。これらの数学演算から得られた結果が実際の効果になることをどうやって知ることができますか?

質問をきちんと表現できたかどうかわかりません。自分の考えを表現するのが難しいと感じています。はっきりしない場合はお知らせください。改善に努めます。

ありがとう!

回答

4 Philip Aug 21 2020 at 09:58

あなたの質問は少し不明確だと思いますので、あなたの質問を誤解した場合はお知らせください。

あなたの質問が、電子と陽子の大きさが同じで符号が反対であることをどのように知るかについての場合、それは簡単です(少なくとも理論的には):水素原子を作成します。陽子と電子が1つずつあり、全体的に中性です。つまり、正味の電荷はゼロです。電荷は単純に加算されるため、陽子と電子は反対の電荷を持っている必要があります。

一方、一方が「ネガティブ」と呼ばれ、もう一方がポジティブと呼ばれる理由について質問がある場合は、EMパーセルの優れたテキストを参照してください。第1.1章(電荷)から:

ちなみに、私たちが負の電荷と呼ぶものは、正と呼ぶこともできます。その名前は歴史的な事故でした。電子の電荷について本質的に負のことは何もありません。負の整数のようなものではありません。負の整数は、乗算が定義されると、その平方が反対の符号の整数であるという点で、本質的に正の整数とは異なります。ただし、2つの料金の積は料金ではありません。比較はありません。

あなたの質問について

これらの数学演算から得られた結果が実際の効果になることをどうやって知ることができますか?

私はあなたがそれを後方に持っていると思います。効果は最初に実験的に発見され、次に数学演算が定義されました。つまり、2回の充電$+q$ それぞれが実験的に電荷と同じ効果を持つことがわかった $+2q$、料金の組み合わせ $+q$ そして $-q$ の正味の効果があることがわかった $0$ 充電など。

1 SuperfastJellyfish Aug 21 2020 at 10:16

それは実際には逆です。観察は、この特定の方法で数学を定式化することにつながります。それは科学にあるべきです。以下は同じものの簡単な歴史です。

私たちの周りの世界は概して中立です。電気が発見されたときだけ、私たちは料金の概念を考え出さなければなりませんでした。注意すべきことの1つは、電荷(および電流)の概念が電子の発見よりも前に存在することです。

18世紀後半の人々は、いくつかのシナリオでは起訴の間に魅力があり、他のシナリオでは反発することを発見しました。そこで彼らは、2種類の料金があると仮定しました。次に、なぜほとんどの材料が充電されていないのかという疑問が生じました。実際に3種類の料金がありますか?

それから彼らは、異なる電荷が互いに引き付け合い、その後は電荷がなくなることを観察しました。それで彼らは、異なる料金が効果的に互いに打ち消し合うことに気づきました。そしてこれは、ほとんどの材料が中性である理由を説明しました。自然な拡張として、一方の種類は正の数で測定され、もう一方の種類は負の数で測定されました。

そしてこれに基づいて、クーロンの法則が発見され、1世紀後にマクスウェルの方程式が発見されました。

1897年に電子が発見され、1909年にその電荷が測定されました。陽子は1896年に水素イオンとして発見されました。水素原子は電子と陽子によって形成され、中性であることがわかっていたので、それらが等しく反対の電荷を持っていることが発見されました。

1917年の後半に、陽子が実際に他のすべての元素の正電荷の源であることが確認されました。