전자의 전하가 양성자 전하의 음수로 간주되는 이유는 무엇입니까?
지금까지 우리가 아는 모든 것은 두 가지 유형의 요금이 존재한다는 것입니다. 그들 중 하나는 전자 라고하는 기본 입자가 있고 다른 하나는 양성자 라고하는 또 다른 기본 입자가 가지고 있습니다. 우리는 또한 다른 양성자에 대한 양성자의 효과는 반발력 측면에서 다른 전자에 대한 전자의 효과와 동일하며 전자와 양성자는 서로 끌어 당긴다는 사실 외에는 유사한 효과를 갖는다는 것을 알고 있습니다. 격퇴하지 않습니다.
자, 전자의 전하가 $1 \text{ e}$. 왜 우리는 양성자의 전하를$-1 \text{ e}$비슷하지만 반대 효과가 있다는 정보에 근거해서 만? 이제 양성자의 전하를 다음과 같이 정의하면$-1 \text{ e}$, 몸의 순 전하 $n_1$ 전자와 $n_2$ 양성자는 $n_1e+n_2(-e) = (n_1-n_2)e$. 이러한 수학적 연산에서 얻은 결과가 실제 효과가 될 것이라는 것을 어떻게 알 수 있습니까?
제 질문을 제대로 표현할 수 있었는지 모르겠습니다. 마음에있는 것을 표현하기가 어렵습니다. 명확하지 않은 경우 알려 주시면 개선을 위해 최선을 다하겠습니다.
감사!
답변
귀하의 질문이 약간 명확하지 않은 것 같습니다. 귀하가 요청한 내용을 오해 한 경우 알려주십시오.
질문이 전자와 양성자가 크기는 같지만 부호가 반대라는 것을 어떻게 아는지에 관한 것이라면 간단합니다 (적어도 이론 상으로는) : 수소 원자를 만듭니다. 그것은 하나의 양성자와 하나의 전자를 가지고 있으며 전체적으로 중성입니다. 즉, 순 전하가 0입니다. 전하는 단순히 합산되기 때문에 양성자와 전자는 반대 전하를 가져야합니다.
다른 한편으로, 당신의 질문이 왜 그들 중 하나가 "부정적"이고 다른 하나가 긍정적 인 것인지에 관한 것이라면, 나는 당신에게 EM Purcell의 훌륭한 텍스트를 추천합니다. 1.1 장에서 ( 전기 요금 ) :
그런데 우리가 음전하라고 부르는 것은 양전하라고도 할 수 있습니다. 이름은 역사적 사고였습니다. 전자의 전하에 대해 본질적으로 부정적인 것은 없습니다. 음의 정수와는 다릅니다. 곱셈이 정의되면 음의 정수는 제곱이 반대 부호의 정수라는 점에서 본질적으로 양의 정수와 다릅니다. 그러나 두 번의 요금의 곱은 요금이 아닙니다. 비교가 없습니다.
귀하의 질문에 관하여
이러한 수학 연산에서 얻은 결과가 실제 효과가 될 것이라는 것을 어떻게 알 수 있습니까?
나는 당신이 그것을 거꾸로 가지고 있다고 생각합니다. 효과는 처음에 실험적으로 발견 된 다음 수학적 연산이 정의되었습니다. 즉, 두 번의 충전이$+q$ 각각은 실험적으로 전하와 동일한 효과를 갖는 것으로 밝혀졌습니다. $+2q$, 요금 조합 $+q$ 과 $-q$ 순 효과가있는 것으로 밝혀졌습니다. $0$ 충전 등.
실제로는 반대입니다. 관찰은 이러한 특정 방식으로 수학 공식화로 이어집니다. 과학에 있어야합니다. 다음은 그에 대한 간략한 역사입니다.
우리 주변의 세계는 대체로 중립적입니다. 전기가 발견되었을 때만 요금의 개념을 생각해 내야했습니다. 한 가지 주목할 점은 전하 (및 전류)의 개념이 전자 발견보다 앞서 있다는 것입니다.
18 세기 후반의 사람들은 어떤 시나리오에서는 혐의 사이에 매력이 있고 다른 경우에는 혐의가 있음을 발견했습니다. 그래서 그들은 두 종류의 혐의가 있다고 가정했습니다. 그렇다면 왜 대부분의 재료가 충전되지 않는지에 대한 질문이 생겼습니다. 실제로 세 종류의 요금이 있습니까?
그런 다음 그들은 다른 요금이 더 이상 요금이 없을 때까지 서로 끌리는 것을 관찰했습니다. 그래서 그들은 서로 다른 요금이 서로를 효과적으로 상쇄한다는 것을 깨달았습니다. 그리고 이것은 대부분의 재료가 중립적 인 이유를 설명했습니다. 자연스러운 확장으로 한 종류는 양수로 측정되고 다른 종류는 음수로 측정되었습니다. 두 종류가 모두 동일하면 요금이 부과되지 않습니다.
그리고이를 바탕으로 Coulomb의 법칙이 발견되었고 1 세기 후에 Maxwell의 방정식이 발견되었습니다.
1897 년에 전자가 발견되었고 1909 년에 전하가 측정되었습니다. 양성자는 1896 년에 수소 이온으로 발견되었습니다. 수소 원자는 전자와 양성자에 의해 형성되고 중성이라는 것이 알려 졌기 때문에 동일하고 반대 인 전하를 가지고 있음을 발견했습니다.
1917 년 후반에 양성자가 실제로 다른 모든 원소에서 양전하의 원천이라는 것이 확인되었습니다.