Номер 3, страница 163 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Электрические явления. Параграф 40. Строение атома. Задание 38 - номер 3, страница 163.

Условие.

3. Как вы думаете, можно ли было назвать заряд электрона положительным, а заряд протона — отрицательным? Свой ответ поясните.

Решение.

Да, можно было бы назвать заряд электрона положительным, а заряд протона — отрицательным. Выбор знаков для электрических зарядов является исторически сложившейся условностью (соглашением), а не фундаментальным свойством природы.

Это связано с тем, что понятия «положительный» и «отрицательный» заряд были введены Бенджамином Франклином в середине XVIII века, задолго до открытия электрона и протона. Он основывался на гипотезе о существовании единой «электрической жидкости». Тело с избытком этой жидкости он назвал положительно заряженным, а с недостатком — отрицательно заряженным. Позже выяснилось, что в большинстве проводников (например, в металлах) носителями тока являются электроны, которые движутся от точки с более низким потенциалом (условно «минус») к точке с более высоким (условно «плюс»). По этой исторической причине за электроном закрепился отрицательный заряд.

Ключевым для физики является сам факт существования двух типов зарядов, которые взаимодействуют по определенным правилам: одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Математическое описание этих взаимодействий, например, закон Кулона, осталось бы неизменным при смене знаков:

$F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$

При текущем соглашении сила взаимодействия двух электронов (заряд каждого $-e$) пропорциональна произведению $(-e)(-e) = e^2$ (положительное число, отталкивание). Если бы мы приняли заряд электрона за $+e$, то произведение было бы $(+e)(+e) = e^2$ (тот же результат). Аналогично для взаимодействия электрона и протона: при текущем соглашении $(-e)(+e) = -e^2$ (отрицательное число, притяжение), а при обратном — $(+e)(-e) = -e^2$ (результат снова тот же).

Единственное, что изменилось бы, — это некоторые связанные с этим соглашением определения. Например, пришлось бы считать, что вектор напряженности электрического поля направлен от отрицательных зарядов к положительным, а направление тока в цепи (которое по соглашению совпадает с движением положительных зарядов) совпало бы с реальным направлением движения электронов в металлическом проводнике.

Ответ: Да, можно, поскольку присвоение знаков «плюс» и «минус» электрическим зарядам является лишь условностью, принятой исторически. Физические законы, описывающие взаимодействие зарядов, от этого не изменились бы, так как важен сам факт существования двух противоположных типов заряда, а не то, как мы их называем.