¿Quién (y por qué) inició la convención de "los electrones son negativos, los protones son positivos"? [duplicar]

Por alguna razón, todos etiquetan los electrones con un signo menos y los protones con un signo positivo, aunque lo contrario parece más intuitivo:

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¿Quién inició la convención de que los electrones deberían ser "negativos" y los protones deberían ser "positivos"?

¿Cuál es la razón para elegir así?

Creo que fue Ben Franklin. Llamó a los electrones negativos como una conjetura. 50/50 de posibilidades y se equivocó
@Jim, dado que sabía que hay más electrones en un lugar y menos electrones en el otro lugar, ¿por qué adivinar que el signo menos debería designar el lugar con más electrones cuando la otra opción parece más razonable?
Si me pide que le diga cuál fue su proceso de pensamiento, no puedo hacerlo. Pero creo que los detalles son que pensó que la carga positiva se movía alrededor del circuito y pensó que iba de la manera que ahora sabemos que es opuesta al movimiento de los electrones. Pero podría estar equivocado
votando para cerrar como un duplicado de physics.stackexchange.com/q/17109
@BenCrowell, las preguntas están relacionadas pero son fundamentalmente diferentes. Estoy preguntando cuál es el motivo de la convención. Está preguntando por qué está mal la convención. Decir que son duplicados es como decir "cuál es la razón para jugar" es un duplicado de "por qué está mal jugar"...
@Jim, uno no puede obtener una convención "incorrecta" (de lo contrario, no sería una convención). El hecho es que la corriente eléctrica no es idéntica a la corriente de electrones .
Hay una carta escrita por Benjamin Franklin en la que explica esto hasta cierto punto. Está en books.google.de/… en la página 8. Pero no creo que sea la primera carta que escribió al respecto. Debería haber uno en el que proponga la convención positiva/negativa y explique por qué. Simplemente no puedo encontrarlo.
Es una convención poco convencional en la que normalmente asociamos un valor positivo con la presencia de alguna entidad. En el caso de los electrones, su excedente indica una carga negativa.

Respuestas (1)

La redacción de la pregunta sugiere que los electrones fueron los primeros objetos o partículas cuya carga requirió que las personas establecieran la convención de signos. Pero obviamente ese no es el caso.

El electrón fue descubierto por JJ Thomson en 1897 pero durante mucho más de un siglo antes de ese momento, la gente ya había estado estudiando los fenómenos eléctricos (y magnéticos), incluso cuantitativamente, y ya habían fijado alguna convención que cargaba objetos o lados de una batería. son positivos y cuales de ellos son negativos.

Debido a que esta convención ya estaba establecida, no había absolutamente ninguna libertad en la decisión sobre el signo de la carga del electrón. Simplemente se midió en los rayos catódicos, etc. y resultó ser negativo.

Históricamente, el primer hombre en decidir sobre una convención de signos para la carga eléctrica fue probablemente Benjamín Franklin en el siglo XVIII. Su modelo de electricidad asumió que los objetos cargados contienen algo de fluido: es la carga eléctrica de tipo continuo (no se puede pasar por alto la similitud con el flogisto, el fluido que se creía que personificaba el calor). Si hay demasiado de este fluido, que naturalmente se identifica con el signo más, hablaría de la carga eléctrica positiva y viceversa.

Hasta el momento en que se estaban descubriendo las partículas elementales, no había manera de demostrar que una de las dos convenciones de signos era mejor que otras. De hecho, incluso hoy en día, no es cierto que la convención de signos opuestos sea "mejor" en ningún sentido. Los electrones podrían llevar una carga positiva en la convención opuesta, pero los protones y los núcleos (y los quarks up) que son igualmente importantes (y, en el caso de los quarks up, igualmente fundamentales) estarían cargados negativamente mientras que en el mundo tienen una carga positiva. a nuestro alrededor.

Una vez que se fija una convención para la carga eléctrica, surge una convención natural para el signo de la corriente, el voltaje y muchos otros observables eléctricos también. Simplemente sucede que en los circuitos, las flechas para la corriente tienen la dirección opuesta a las velocidades de los electrones, pero esta discrepancia solo se hizo visible una vez que las personas supieron que las corrientes estaban compuestas por electrones cargados negativamente, lo cual fue mucho tiempo: un siglo. - después del escenario de la convención de Benjamin Franklin. Esta aparente discrepancia no causa problemas siempre y cuando la sigamos cuidadosamente y nos demos cuenta (y, cuando sea necesario, resaltemos) que las flechas representan la corriente según las convenciones establecidas y no la velocidad de los electrones.

También se debe señalar que existen conductores donde la conductividad está garantizada por portadores cargados positivamente (o ambos), por ejemplo en soluciones (iones cargados positivamente) o semiconductores (agujeros). En esos conductores, los signos de la corriente concuerdan con el signo de la velocidad de los portadores (cargados positivamente).

¡Gran respuesta! Creo que los símbolos ayudan en el argumento de que la otra convención de signos no sería "mejor": la corriente (local) se puede escribir como yo = norte q v A , donde norte es la densidad de portadores (local), q el cargo del transportista, v la velocidad de la portadora (instantánea, neta) y A la superficie perpendicular a v .
Dado que se llama "electricidad", parece más sensato que los "electrones" se definan para tener una carga positiva. Supongo que alternativamente podríamos empezar a llamarlo "protonidad"... pero ¿no es el flujo de electrones de núcleo a núcleo lo que crea la corriente eléctrica?
Un usuario anónimo intentó editar la publicación para agregar un comentario. Publicaré el comentario aquí: en el penúltimo y último párrafo, donde se menciona la "velocidad de los electrones", el autor puede querer decir "las flechas de la corriente se dibujan en la dirección opuesta al movimiento de los electrones". , aunque ni esa oración ni la que usa tienen sentido, porque solo hay un "signo" para la velocidad, ya que no existe una "velocidad negativa". Creo que el autor debería establecer correctamente lo que quiere decir, editar su entrada y luego eliminar este primer párrafo.
continúa: En segundo lugar, "portadores de carga positiva" es un término confuso, donde el término correcto es "portadores de carga positiva". Y en el caso de los semiconductores, los "agujeros" no son capaces de viajar por sí mismos; se trata de un par electrón-hueco al que se hace referencia como portador de carga en este caso, es decir, cuando un electrón es excitado desde la banda de valencia a la banda de conducción,
continúa: se produce la separación de carga, y la ausencia de ese electrón deja una carga neta positiva en la banda de valencia. Este agujero en la banda de valencia y el electrón ahora en la banda de conducción permanecen separados (a menos que ocurra una recombinación), y esencialmente viajan uno al lado del otro como un portador de carga.
Lo siento, @Glance, pero debo asegurarte que la velocidad tiene signo y puede ser positiva o negativa. En 3 dimensiones, la velocidad es un vector que puede tener cualquier dirección. En 1 dimensión de un cable, es un vector unidimensional que es equivalente a un número real que incluye el signo que puede ser más o menos, y siempre es posible decir si la velocidad y la corriente tienen el mismo signo o el opuesto. .
Su "corrección" de los "portadores cargados positivamente" es incorrecta. Este triplete correcto de palabras también se puede decir como "portadores de carga positiva" pero no "portadores de carga positiva" porque los portadores en general no pueden ser positivos o negativos. Es la carga la que es positiva o negativa, y por eso el adjetivo o adverbio "positivo" o "positivamente" va ligado a la palabra "carga". ... También es completamente falso que los agujeros no puedan viajar por sí mismos. Los agujeros pueden viajar perfectamente, se comportan exactamente como partículas de carga positiva.
@intuido La palabra "electrón" se acuñó 245 años después de la palabra "electricidad". La electricidad era originalmente una propiedad de un material (como "elasticidad"), específicamente, "la capacidad de un material para tomar una carga eléctrica, como una pieza de ámbar ( electrum en griego)". Entonces, durante mucho tiempo, "electrick" fue un sustantivo, que significaba "aislante", mientras que "no electrick" era un conductor.