電子と電流の流れる方向が反対なのはどうしてか。

質問

現代科学で説明できているのかどうか、教えて下さい。
電子が電流と反対方向に流れるのならば、
電子は電流そのものではないのは明らかですし。

色々考えを深めたいです。
よろしくお願いします。

回答No.10

apple-man

電気のプラス、マイナスを決めたのは、多分ベンジャミン・
フランクリンだと思います。その極性にあわせて
電流の方向が決められたため、電子の運動方向との
矛盾があるのだと思います。

流れとしてはこんな感じです。

紀元前から琥珀（エレクトロン）をこすると
ゴミなどを引き付けるようになるという、
帯電という現象が知られていました。

近代初頭のヨーロッパでは、この帯電という
現象がエレクトロンという物質の移動によって
起きるものではないかと考えられるようになり、
このエレクトロンを取り出そうという実験が
行なわれていました。

ライデンは、このエレクトロンが物質なら、当然
ガラスの瓶に閉じ込められると考え、ライデン瓶の
実験を行いまいした。

その後、フランスのデュ・フェーが、エレクトロン（電気）には
２種類あるとし、それをガラス電気、樹脂電気となずけた
んです。

雷が電気の１種であろうことはすでに多くの学者が
指摘していたので、フランクリンは、有名なたこの実験で、
金属の針金が開いたので、雷の電気（エレクトロン）をライデン瓶に
閉じ込めることができたと考えたんです。

帯電は絶縁体の分極によるものとか、金属の電流は自由電子の
運動とかいった、電気の種類などわかっていない時代の
話で、さらにエレクトロン（電気）という物質が存在して
いると考えてのことですから、いろいろ誤解があったもの
と思います。

以下は想像になってしまいますが、電気の種類を確認するために、
フランクリンも、樹脂の塊をライデン瓶に近づけたのだと
思います。

樹脂を近づけたときに、金属の針金が閉じてしまう場合と
そうでない場合があったはずです。

エレクトロン（電気）の有り無しという考えで見て
いたフランクリンには、樹脂の接触で、ライデン瓶の
中の電気がなくなる場合があると映ったはずです。
（保存則という考えも一般化していなかったため、
　単純に電気がなくなったと考えたと思います。）

帯電した樹脂の接触で、ライデン瓶の電気がゼロになってしまう
場合があると考えたフランクリンは、樹脂のほうがマイナス
電気だと考えたようで、ここから雷の電気には、プラスとマイナス
という極性があるとしたようです。

その後に、ガルバーニの生体電気の研究と
それに続くボルタの研究があったため、
フランクリンのプラス、マイナス電気といった
極性の考え方が引き継がれたものと思います。

現在は原理としては否定されている、電流という
考え方ですが、これはフーリエが熱伝道を
水や空気といった流体の方程式を応用して
説明に成功したことから、オームやマックウェルが
電気も流体の１種と考え式を作ったところ、
実験結果をうまく説明できたために定着した
ものです。

電流は、電流計といった電磁石の原理を応用した
計器で測定しますから、針の振れで量は表せても、
どの方向をプラスと考えるかは、特に客観的な基準はありませんので、
フランクリンの考えた極性の考え方がそのまま
使われたものと思います。

もしフランクリンが、樹脂ではなく、ガラスの棒で
極性を確認していたら、結果は全く反対になって
いたのでしょう。つまり、電流の方向と、電子の
運動方向は一致していたものと思います。