Welche Experimente führten zum Vorzeichen der Ladung des Elektrons?

Das berühmte Öltropfen-Experiment von Millikan aus dem Jahr 1908 bestimmte die Ladungsgröße des Elektrons zu 1,59*10^(-19) C. Es war jedoch bekannt, dass das Elektron eine negative Ladung hat. Obwohl es keine Definition der Ladung per se gibt, ist die ursprüngliche experimentelle Identifizierung immer noch Franklins Experiment, dh immer wenn Glas mit Seide gerieben wird, wird das Glas negativ geladen. Ich suche nach diesen Originalexperimenten, die zeigten, dass sich die Ladung des Elektrons genauso verhielt wie ein mit Seide geriebener Glasstab? Danke

Das Vorzeichen der Ladung wird in Elektrolyseexperimenten bestimmt.
Ich fürchte, das ist nicht richtig. Die Elektrolyse hatte anfangs nichts mit dem Vorzeichen der Elektronenladung zu tun. Das Vorzeichen des Elektrons muss durch elektrostatische Experimente bestimmt worden sein.
Bei der Elektrolyse sammeln sich Ionen eines Vorzeichens auf einer Seite an, Ionen eines anderen Vorzeichens auf einer anderen. Das Vorzeichen von Ionen wird dadurch bestimmt, ob es ein oder mehrere zusätzliche Elektron(en) oder ein oder mehrere mangelhafte Elektron(en) hat. Daher gibt Ihnen JEDES Experiment mit Elektrolyse sofort das Vorzeichen der Elektronenladung.
Lieber Alexandre, ich bin ausgebildeter Chemiker mit einem Jahrzehnt auf diesem Gebiet. Ich kann bestätigen, dass das elektrolytische Experiment nicht zur Bestimmung des Elektronenzeichens geführt hat. Die frühen Experimente müssen von Physikern zur Elektrostatik durchgeführt worden sein. Das Zeichen auf dem Ion und das Zeichen auf dem Elektron ist wie ein Henne-Ei-Paradoxon. Woher kennen wir das Vorzeichen des Ions, weil das Vorzeichen des Elektrons negativ ist? Sie sehen, es ist ein Zirkelschluss.
Elektrostatik hilft nicht, weil man Elektronen nicht isolieren kann. Ich meine in den frühen Experimenten.
Frühe Elektroskope waren die einzigen Mittel, um das Vorzeichen der Ladung auf einem Objekt zu bestimmen, und sie werden noch heute in Demos verwendet. Elektronen müssen nicht isoliert werden. Sie würden ein Objekt aufladen und sein Verhalten mit einem geladenen Glasstab vergleichen. Zu den schickeren Elektroskopen gehörte im 19. Jahrhundert das Quadrantenelektrometer.
Vielleicht übersehe ich etwas, aber in den frühen Tagen dachten die Leute, Elektrizität sei eine Flüssigkeit , und es gab Kontroversen darüber, ob es eine einzelne Flüssigkeit (Franklin) oder zwei gab. Franklin und viele nach ihm hielten elektrischen Strom für positiv geladen. Aber als der Begriff des Elektrons zur Geltung kam, zeigte Crookes , dass ihre Ladung negativ sein muss, indem er beispielsweise in den 1870er Jahren die Ablenkung durch Kathodenstrahlen nutzte.
@M. Farouq: Das ist derselbe Teufelskreis: Wenn Sie ein Objekt aufladen, um es in Ihr Elektroskop einzufügen, woher wissen Sie, ob Sie Elektronen hinzufügen oder abziehen. Es scheint (aus dem Wikipedia-Artikel "Elektron"), dass das Ladungszeichen nicht bekannt war, bis Elektronen (in Elektronenstrahlen) isoliert werden konnten.
@AlexandreEremenko, lassen Sie mich eine interessante Frage zu Ihrer Denkweise stellen. Wie fanden Physiker des frühen 8. und 19. Jahrhunderts heraus, dass ein Pol der Zelle negativ und ein Ende positiv geladen ist? Ich brauchte mehrere Jahre und Gespräche mit einem Historiker in Berkeley. Es war keine Elektrolyse. Sie haben Recht, wenn Sie sagen, dass Elektronen isoliert worden sein müssen, höchstwahrscheinlich in den Kathodenstrahlröhren.
@ Conifold, ich denke, wir müssen frühe Arbeiten zu Kathodenstrahlen und ihrer elektrostatischen Ablenkung durchsuchen. Die Kernidee macht Sinn, aber ich suche den genauen Apparat, der schlüssig zum Vorzeichen der Ladung des Elektrons geführt hat.
@M. Farook: Das scheint richtig zu sein. Bis zu den Experimenten mit Kathodenstrahlröhren wussten sie nicht, was das Vorzeichen der Elektronenladung ist. Und die Konvention der Zeichen war rein willkürlich.
Ja, Alexandre, es ist erstaunlich, dass wir heute immer noch keine Definition der Anklage haben. Es ist ein Grundstück, man hätte es grün-gelb nennen können. Wir wissen nur, dass wir zwei Arten haben, eine, die sich wie ein mit Seide geriebener Glasstab verhält, und die andere mit Bernstein. Dies ist auch heute noch die "experimentelle" Definition von positiver und negativer Ladung. Siehe Perrins Experiment unten.

Antworten (2)

Ich denke, wir haben eine Antwort. Das Originalpapier ist in Französisch von Perrin. Die Übersetzung ist in Nature (1896). NEUE EXPERIMENTE MIT DEN KATHODENSTRAHLEN Jean Perrin. Es ist ein zweiseitiger Artikel. https://www.nature.com/articles/053298a0

Mit Hilfe magnetischer Ablenkung leitete er die Kathodenstrahlen in ein Elektroskop, das mit einem Faraday-Zylinder verbunden war (siehe Abbildung 1). Es ist ein schönes Experiment. Am Ende kommt er zu dem Schluss: „Kurz gesagt, der Faraday-Zylinder wurde negativ geladen, als die Kathodenstrahlen in ihn eindrangen, und nur dann, wenn sie in ihn eindrangen; die Kathodenstrahlen werden dann mit negativer Elektrizität aufgeladen (Hervorhebung von ihm). Er gibt das nicht an Details seines Elektroskops dar. Die Prüfung des Vorzeichens des Elektroskops war jedoch eher ein elementares Experiment mit geladenen Stäben.

Ich glaube, das geht auf den Hall-Effekt zurück. Das ursprüngliche Experiment, das 1879 von Hall durchgeführt wurde, ermöglicht die Bestimmung der Ladungsträgerdichte . Die Originalarbeit von Hall erwähnt diese Anwendung jedoch nicht, so dass nicht klar ist, wie schnell Trägerdichten mit dieser Methode bestimmt wurden, obwohl man meinen könnte, dass dies getan wurde, bevor Perrin etwa 17 Jahre später seine eigene Arbeit machte, auf die in einer anderen Antwort verwiesen wird .

Perrin zitiert Hall nicht. In den 1870er Jahren befanden sich die Zentren der Physik in Europa und wahrscheinlich erregte er nicht sofort Aufmerksamkeit. Leider wird es nur 23 Mal zitiert.
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