mitä tarkoittaa olla / on negatiivinen varaus?

päätös kutsua yhdenlaista varausta positiiviseksi ja yhdenlaista varausta negatiiviseksi on täysin mielivaltainen.

kaikki sähkövaraukset ovat joko positiivisia tai negatiivisia.

on kätevää ilmaista varaus rationaaliluvuilla (pienin teoreettisesti mahdollinen varaus standardimallissa on + 1/3 tai -1 / 3 elektronien varausyksiköissä), mutta ei ole mitään perustavanlaatuista syytä, että meidän pitäisi käyttää tuota terminologiaa. Voisimme kutsua protonin kaltaisia varauksia ”Länsilatauksiksi ”ja elektronin kaltaisia varauksia esimerkiksi” Itälatauksiksi ” ilman, että niiden merkitys muuttuisi.

toisin sanoen sähkövarausten yhteydessä positiiviset ja negatiiviset ovat ”suuntia” varaustilassa. Negatiiviset maksut ovat positiivisten varausten käänteisluku, mutta ne eivät ole ”vähemmän kuin” positiivisia varauksia. Nollan sähkövaraus tarkoittaa vain sitä, että jokin on sähkömagneettisesti ”neutraali” eli yhtä kaukana positiivisesta ja negatiivisesta.

mutta sähkövaraus ei ole samanlainen kuin esimerkiksi massa, jolle negatiivinen massa on ei-fysikaalinen. Parhaan tietomme mukaan ei ole olemassa sellaista asiaa kuin negatiivinen massa, jota emme ole koskaan havainneet ja joka on määritelty vain matemaattisesti. Mutta todellinen fyysinen maailmankaikkeus on täynnä positiivisia ja negatiivisesti varautuneita hiukkasia, lähes täsmälleen samoissa määrissä.

sata ja kahdeksankymmentä vuotta sitten, kun sähkömagnetismi oli juuri tulossa tieteeksi, joku yksinkertaisesti hyväksyi merkkikäytännön, jonka mukaan elektronin varaus on -1 elektronien varausyksiköissä ja protonin varaus on +1 elektronien varausyksiköissä. Jos Amazonin viidakon fyysikot olisivat kehittäneet sähkömagnetismin riippumatta Euroopan fyysikoista, ja Amazonian fyysikot olisivat päättäneet, että elektronin varaus olisi +1 ja protonin varaus -1, heidän laskelmansa tuottaisivat täsmälleen samat ennusteet kappaleiden välisistä sähkömagneettisista voimista kuin eurooppalaiset fyysikot. Merkin suunta on täysin mielivaltainen tiesääntö.

erityisesti:

vuonna 1839 Michael Faraday osoitti, että näennäinen jako staattisen sähkön, nykyisen sähkön ja biosähkön välillä oli virheellinen, ja kaikki oli seurausta vastakkaisissa polariteeteissa esiintyvän yhden sähkölajin käyttäytymisestä. On mielivaltaista, kumpaa napaisuutta kutsutaan positiiviseksi ja kumpaa negatiiviseksi. Positiivinen varaus voidaan määritellä varaukseksi, joka jää lasitankoon sen jälkeen, kun sitä on hierottu silkillä.

emme tienneet, miksi positiivisesti varatuilla asioilla oli positiivisia ja negatiivisesti varatuilla asioilla negatiivisia maksuja ennen kuin paljon myöhemmin. Elektronin löysi vuonna 1874 George Johnstone Stoney, ja atomin elektroni-protonimallia ehdotti vuonna 1911 Antonius van den Broek ja sen todisti kokeellisesti vuonna 1913 Henry Moseley. Mutta vuonna 1913 sähkövarausmerkin yleissopimus oli jo 74-vuotias.

Coulombin lain mukaan positiivinen varaus ja positiivinen varaus hylkivät toisiaan, negatiivinen varaus ja negatiivinen varaus hylkivät toisiaan ja positiivinen varaus ja negatiivinen varaus vetävät toisiaan puoleensa.

(tämän vetovoiman tai vastenmielisyyden voimakkuus on kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön. Joten, jos vahvuus sähkömagneettisen voiman kahden identtisen varauksia etäisyydellä 1 yksikköä on 16, vahvuus sähkömagneettisen voiman välillä etäisyydellä 2 yksikköä on 4, ja vahvuus sähkömagneettisen voiman välillä etäisyydellä 3 yksikköä on 16/9th (eli noin 1,78), minkä tahansa yksiköiden valitset.)

kun sanomme, että jollakin on positiivinen sähkövaraus, tarkoitamme yksinkertaisesti, että sillä on samanlainen varaus kuin protonilla. Ja kun sanomme, että jollakin on negatiivinen sähkövaraus, tarkoitamme yksinkertaisesti, että sillä on samanlainen varaus kuin elektronilla.