電子

質問

電子についてなのですが、
(a)電子は負電荷ですよね、マイナスの電気を持つというのはどういうことなのでしょうか（この世にマイナスは存在する）？別に、正電荷がなくても負電荷は存在しますよね？

(b)電子というと、(1)と(2)どちらですか？
　　電子=e・・・(1)
　　電子=-e・・・(2)

(c)電子の持つ電荷eは、つぎの(3)と(4)どちらですか？
　　e=1.6*10^(-19)[C]・・・(3)
e=-1.6*10^(-19)[C]・・・(4)
全部似たような質問ですが、別々に答えてれるとうれしいです。

回答No.4

sak_sak · ベストアンサー

(b)について
電子を表す記号は単にeだけか、e-(マイナスは上付き)だと思います。

(c)について
eという文字は電子を表す場合以外に、素電荷(電子が持つ電荷の大きさ)を表す場合もあります。
eが素電荷を意味する場合は
　　e=1.6×10^(-19)[C]
　　電子が持つ電荷…-e
となります。
しかし質問(c)においては「電子の持つ電荷e」と書かれていますので(4)が正しいことになります。
負の値を持つものを文字に置き換えると間違いをおかす人が多くいますから、
電子が持つ電荷をeと置くのは良いこととは思えません。-eと置く方が一般的だと思います。

お礼

そうですね。-eのほうが分かりやすいです。

みなさんどうもありがとうございました！

回答No.3

hisa-gi

ANo.1です。

＞でも先生はいつも-eと書きます。どうでしょうか？
それは電子そのものではなく、電子の電荷という意味ではないでしょうか？

＞では、実際には(4)式のようにマイナスの電荷を持つということですか？
実際にはマイナスですが、(3)式のように定義して「電子の電荷は-e」のように記述すれば、
感覚的に理解が容易になるかと思います。

回答No.2

apple-man

これは、電気や磁気に関する研究の歴史的流れによるものなんです。
要は、人間使っている測定器のプラス、マイナスの
電気の表示を全部逆にはりかえてしまえば、電子は
プラスの電荷を持っていると言えてしまうんです。

　１９世紀までは、電子という電荷を持った粒子があると
いうのは、１つの仮説に過ぎず、電気というのは水の
流れのように何らかの中性的な物質の流れだと考えられ
いたんです。
　水の流れを数学的に表現する、流体力学という学問があって、
ここで使っている式を、電気測定の結果に当てはめたら
そのまま使えたんです。そこで、水流や気流があるように、
電流というものが存在していると考えられ、その考えを
もとに、電気の単位が決められて、測定が行なわれて
ときにはそれが論文として発表されて行ったんです。

　ライデンという人が、ライデンビンの実験というのをを行なった
のですが（ご質問者の方、高校生なら教科書のどこか
に出ているはずです）、ガラスのビンに閉じ込めたはずの
電気が、ビンを手で触っているとなくなってしまう。つまり
電気はガラスという物質を通りぬけてしまうということで、
物質とは違うという事がわかり、電流という考え方が間違って
いる事が分かったんです。
　金属の中の電子は自由電子が運ぶとされていますが、
分極という方法で、電子そのものが運んで行かなくても、
電荷は移動して行くわけです。

　電流は当然プラスの量として考えていましたから、
それに基づいていろいろな単位系ができていましたが、
その量とは反対の電荷を持った電子の運動があることが
後から分かったので、電子にはマイナスが付くことがある
わけです。

＞(b)電子というと、(1)と(2)どちらですか？
　　電子=e・・・(1)
　　電子=-e・・・(2)

　マイナスをつけるかどうかは、電子の持つ電荷を
スカラー量として扱うか、ベクトル量として扱うかなんです。

　水が何ｍｌというように、その量だけ扱う場合を
スカラー量といい、水道の水が、上から下へ
何ｍｌ／秒で流れているというように、方向の
考え方が入っている場合をべクトル量と言います。

　電気をどこかへ蓄えて、全体が何クーロンという場合には
プラス、マイナスは関係ないわけです。

　しかし、実際電気を測定する場合、例えば回路に
電流計をつけて、その針の振れる方向を見ます。
つまり方向が関係してくるわけです。
　電磁石のＮ極、Ｓ極も電流（電荷のプラスマイナスとその
移動方向）に関係してくるので、電流とそこから発生する
磁界の方向を考えるときも、ベクトル量で考えないといけない
わけです。

　ということで、電子のマイナスという記号は、方向が
問題になってくる場合の、便宜上の記号ということです。

回答No.1

hisa-gi

(a) 電荷ゼロの状態から2方向の電荷があるから、プラスとマイナスと定義しただけだと思います。
後半は意味がよく分かりません。正電荷も負電荷もありますが、別々に存在し得ますし。

(b) 電子は「e-」ですね(マイナスは上付き文字)。逆電荷の陽電子(e+)もあるので。

(c) 電子の電荷は絶対値として(3)のように記述することが多い気がします。

お礼

回答ありがとうございます。

(b)についてですが、化学の本とかを見るとe-と書いてあるのですが、電子の本とかを見るとeと書いてあります。でも先生はいつも-eと書きます。どうでしょうか？

>(c)電子の電荷は絶対値として・・
　では、実際には(4)式のようにマイナスの電荷を持つということですか？