負電荷である/持っていることはどういう意味ですか?
ある種類の電荷を正と呼び、ある種類の電荷を負と呼ぶ決定は完全に恣意的です。
すべての電荷は正または負のいずれかです。
有理数で電荷を表現するのは便利ですが(標準模型で理論的に可能な最小の電荷は電子電荷単位で+1/3または-1/3です)、その用語を使用する必要がある根本的な理由はありません。 例えば、陽子のような電荷を「西電荷」と呼び、電子のような電荷を「東電荷」と呼ぶことができます。
言い換えれば、電荷の文脈では、正と負は電荷空間における”方向”である。 負の電荷は正の電荷の逆数ですが、正の電荷よりも「小さい」ものではありません。 ゼロの電荷は、何かが電磁的に「中性」であること、すなわち正と負の間で等距離であることを意味するだけです。
しかし、電荷は、例えば、負の質量が非物理的である質量のようなものではありません。 私たちの知る限りでは、負の質量のようなものはありませんが、これは数学的にしか定義されていない私たちが観察したことのないものです。 しかし、実際の物理的な宇宙は、ほぼ正確に同じ量の正と負に荷電した粒子でいっぱいです。
百八十年前、電磁気学が科学になったばかりの頃、誰かが単に電子の電荷が電子の電荷単位で-1であり、陽子の電荷が電子の電荷単位で+1であることを意味する符号規則を採用した。 アマゾンのジャングルの物理学者がヨーロッパの物理学者とは独立して電磁気学を開発し、アマゾンの物理学者が電子の電荷を+1、陽子の電荷を-1と決めた場合、彼らの計算はヨーロッパの物理学者と同じように物体間の電磁力に関する正確に同じ予測を生成するだろう。 標識の方向は、道路の完全に任意の規則です。
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1839年、マイケル-ファラデーは、静電気、電流電気、生体電気の見かけ上の分割が間違っており、すべてが反対の極性に現れる単一の種類の電気の挙動の結果であることを示した。 どの極性が正と呼ばれ、どの極性が負と呼ばれるかは任意である。 正電荷は、絹で擦られた後にガラス棒に残された電荷として定義することができる。
なぜ正の電荷を帯びたものが正の電荷を持ち、負の電荷を帯びたものが負の電荷を持っているのかは、ずっと後になるまで知りませんでした。 電子は1874年にGeorge Johnstone Stoneyによって発見され、原子の電子-陽子モデルは1911年にAntonius van den Broekによって提案され、1913年にHenry Moseleyによって実験的に証明された。 しかし、1913年までに、電荷標識条約はすでに74歳であった。
クーロンの法則によれば、正の電荷と正の電荷は互いに反発し、負の電荷と負の電荷は互いに反発し、正の電荷と負の電荷は互いに引き付け合う。
(その引力または反発力の強さは、それらの間の距離の二乗に反比例します。 したがって、1単位の距離での2つの同一の電荷間の電磁力の強さが16である場合、2単位の距離での電磁力の強さは4であり、3単位の距離での電磁力の強さは16/9(すなわち約1.78)である。)
何かが正の電荷を持っていると言うとき、私たちは単にそれが陽子と同じ種類の電荷を持っていることを意味します。 そして、私たちが何かが負の電荷を持っていると言うとき、私たちは単にそれが電子と同じ種類の電荷を持っていることを意味します。