Warum ist die Ladung des Elektrons negativ?

Benjamin Franklin schlug die Theorie der elektrischen Flüssigkeit vor und betrachtete elektrischen Strom als Strömung einer geladenen Flüssigkeit. Positiv wollte er einen Überschuss der Flüssigkeit bezeichnen, negativ ein Defizit davon. Niemand weiß, wie er auf die Wahl kam, aber es wurde zur Konvention und führte infolgedessen auch zur Kennzeichnung von Gebühren. Mir ist keine Tatsache bekannt, die ihn zu dieser Wahl führen könnte. Es kann nur Zufall sein. Jahre später entdeckte Thompson das Elektron, und nach bereits etablierter Konvention hatte es eine negative Ladung.

Dass es zwei unterschiedliche Arten elektrischer Ladung gibt, ist eine metaphysische Tatsache .

Aber die Natur ist gleichgültig, was wir wählen, um diese Ladungen zu benennen; oben/unten, links/rechts, positiv/negativ, schwarz/weiß usw.

Elektronen fließen immer noch zur Platte in einer CRT, unabhängig davon, wie wir die Polarität der Ladung auf dem Elektron und der Platte markieren.

Bezüglich Strom aus dem Wikipedia-Artikel „ Elektrizität “:

Elektrizität ist die Gesamtheit physikalischer Phänomene, die mit dem Vorhandensein und dem Fluss elektrischer Ladung verbunden sind. Elektrizität hat eine Vielzahl bekannter Effekte, wie Blitze, statische Elektrizität, elektromagnetische Induktion und elektrischer Strom. Darüber hinaus ermöglicht Elektrizität die Erzeugung und den Empfang elektromagnetischer Strahlung wie Radiowellen.

Während wir also z. B. sinnvoll über Elektronenfluss und Ladungsfluss sprechen können, ist Elektrizitätsfluss nicht besonders aussagekräftig.

Wie Zeldredge sagte, ist der Name willkürlich und spielt keine Rolle, Elektron hätte positiv und Protron negativ sein können, nur der Name.

Beantwortung des ersten Teils: Wie kam es zur Polarität?

Einfach: Elektrostatik ist ein Teil des Elektromagnetismus im Allgemeinen, und die Namen der Ladungspolaritäten stammen aus der Geschichte der Elektrostatik.

Fell, das Gummi berührt, wird netto-positiv, während das Gummi netto-negativ wird. Frühe elektrostatische Voltmeter, die „ Quadrant Electrometers “, folgten diesem Standard. Dies sind Voltmeter, die auf beweglichen Kondensatorplatten basieren, und diejenigen mit fester Polarität würden Hochvoltbatterien verwenden, um ihre Pos. aufzuladen. und neg. Feldplatten. Um die elektrische Polarität zu bestimmen, überprüfen Sie einfach das +- mit Ihrem Elektrometer, das Sie bei einem Wissenschaftsversorgungsunternehmen aus dem 19. Jahrhundert gekauft haben. Oder fünfzig Jahre später wurde derselbe Standard übernommen, als nicht impulsive Ströme entdeckt wurden und Stromzähler verkauft wurden. Sie könnten die Polarität mit dem d'Arsonval-Galvanometer überprüfen, das Sie gekauft hatten. Das markierte +- auf einem Amperemeter wurde durch Permanentmagnetpole und die Wicklungsrichtung der Spule bestimmt.

Tatsächlich war es Ben Franklin, der der Ladung des geriebenen Fells das Etikett "positiv" zuwies, da es früher Vitreous genannt worden war. (Reiben Sie Glas gegen Bernstein, und das "glasartige" Glas wird positiv, während das "harzige" Bernstein negativ wird.)

Für das Kathodenstrahl-Experiment würde die positive Platte mit einem positiven Anschluss einer Hochvolt-Stromversorgung verbunden. Um die Polarität Ihrer handelsüblichen Stromversorgung zu bestimmen, schauen Sie einfach auf die farbigen Klemmen oder überprüfen Sie sie mit Ihrem Voltmeter. Um die Polarität Ihres Voltmeters zu überprüfen, vergleichen Sie es mit einem anderen handelsüblichen Voltmeter! :) Oder schließen Sie es an eine Zink / Kupfer / Salzwasserbatterie an (wobei das Zink immer die negative Platte ist.) Um zu überprüfen, ob die Zinkbatterieplatten die negativen sind, verwenden Sie Ihr Voltmeter, um einen Kondensator zu entladen, bei dem das Kondensatordielektrikum a ist Sandwich: eine Schicht Gummi und eine Schicht Glas zwischen haftenden Metallplatten: Fest aneinander stoßen und trennen, lädt sich das mit der Gummiseite verbundene Metall negativ, das Glas positiv auf. Testen Sie nun die Zink-Platten-Batterie mit Ihrem polaritätskalibrierten Voltmeter.

Tipp: Mit nur einem Stück Plastik und Fell können Sie Ihr Voltmeter überprüfen. Reiben Sie den Kunststoff unter trockenen Bedingungen auf sauberes Haar oder Wolle. Erden Sie nun Ihr negatives Voltmeterkabel oder verbinden Sie es mit einem großen leitfähigen Objekt. Stellen Sie ihn auf die empfindlichste Spannungsskala ein. Bewegen Sie nun plötzlich die (+) Sonde des Voltmeters in Richtung der aufgeladenen Kunststoffoberfläche. Wenn die Polarität des Messgeräts korrekt ist, zeigt das Messgerät vorübergehend einen negativen Messwert an. Ziehen Sie es wieder weg, und Sie werden einen positiven Messwert sehen. Indem Sie die Messleitung plötzlich auf ein negativ geladenes Objekt zu bewegen, ziehen Sie kapazitiv positive Ladung zum Ende der Messleitung und stoßen kapazitiv negative Ladung in den (+) Anschluss des Messgeräts ab, wodurch ein negativer Messwert erzeugt wird.

Zweite:

Aber wie und wann wurde entdeckt, dass Strom vom Minus zum Plus fließt

Das tut es nicht.

Der Glaube, dass Elektronen gleich Elektrizität sind, ist ein weit verbreiteter Grundschulmythos. Es ist leicht zu entlarven: In Elektrolytleitern wie Batteriesäure fließen die beweglichen Ladungsträger (die +H-Ionen, auch Protonen genannt) in positiver Richtung, während außerhalb der Säure die Elektronenwolken innerhalb der Metallplatten in negativer Richtung fließen . Und im Salzwasser hat die „Elektrizität“ immer zwei Polaritäten: negative Chlorid-Ionen und positive Natrium-Ionen.

Das bedeutet, dass in Ozeanen, Erde und menschlichem Gewebe der elektrische Strom zwei getrennte Ströme sind, positive und negative Ladungsträger, die im selben Material in entgegengesetzte Richtungen fließen. „Armer Richard“ war falsch.

Das Kathodenstrahlröhren-Experiment demonstriert Elektronenstrahlen, aber die K12-Lehrbücher erwähnen normalerweise nicht die andere, die " Canal Ray "-Röhre mit ihrem violetten Strahl, der aus den positiven Elektroden kommt. Diese Röhre zeigte den mysteriösen positiven Strom, der von massiven Teilchen erzeugt wurde, die kaum von einem Magneten abgelenkt wurden. Sie waren positive Hochgeschwindigkeitsluftionen; der positive Teil des elektrischen Stroms, der in jedem Plasma vorkommt.

Neben fehlerhaften Grundschullehrbüchern war eine weitere große Quelle des Missverständnisses die Ausbildungshandbücher der Marine aus dem Zweiten Weltkrieg, in denen anscheinend alle Protonenflüsse sorgfältig vermieden wurden. Vielleicht waren sie zu unübersichtlich für ein schnelles „Nottraining“ von Horden von Reparaturtechnikern? Stattdessen wurden die Militärstudenten nur über Vakuumröhren und Metalldrähte unterrichtet, die Leiter, bei denen die einzige bewegliche "Elektrizität" Elektronenwolken waren. Bei dieser verzerrten Sichtweise der grundlegenden Physik ist es kein Wunder, dass ganze Generationen glauben würden, dass Elektrizität aus Elektronen besteht, Punkt, und dass Ströme aus fließenden Protonen nicht existieren können. Doch wenn Sie sich selbst zappen, fließen keine Elektronen durch Ihren Körper. Du bist schließlich nicht aus Metall.