高校物理の勉強をしており、ウィキペディアなどでいろいろ調べたのですが混乱しており質問させていただきます。
1785年 クーロンがクーロンの法則を発見
1906年 トムソンが電子を発見
1909年 ミリカンが、電子1個の電荷が1.602 × 10^−19Cであることを発見
1954年 アンペアは, 真空中に 1 メートルの間隔で平行に配置された無限に小さい円形断面積を有する無限に長い二本の直線状導体のそれぞれを流れ, これらの導体の長さ 1 メートルにつき 2 × 10^−7Nの力を及ぼし合う一定の電流である と定義される
また、電荷の単位Cはアンペアに基づいて定義されている、とあります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3 …
さて、これを見るだけでもとてもおかしいことがわかります。1954年にアンペアの定義がされて、そのアンペアに基づいてCが定義されています。しかし、それよりもずっと前にミリカンが電気素量を発見しており、その大きさがCで示されています。ミリカンの発見よりずっと後にクーロンが定義されているのに、すでにミリカンが発見した電気素量がクーロンで表されている。
ということは、ミリカンの発見以前に何らかの方法でクーロンもしくはアンペアの定義が行われていないといけません。もしくはミリカンの発見当時はクーロンとは別の電気量の単位が用いられていなければいけません。
ミリカンの油滴実験が行われた当時、電気量の単位はクーロンでしたでしょうか?それとも別の単位が使われていたのでしょうか?また、当時の電気量はどのような実験をもとに大きさが定義されていたのでしょうか?よろしくお願いいたします。
A 回答 (2件)
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No.2
- 回答日時:
物理学は、いろいろな分野で個別に発見されたり定量化・法則化されたものを、後になって「等価」なものを統一したり、異なる現象を統一した法則でまとめたり、といった「体系化」を常に行ってきました。
様々な電磁気的な現象を整理統合して「マクスウェルの方程式」にまとめたマクスウェルなどがその典型です。
特に、「単位」はあちこちでローカルに定義されて使われていたものを、「力」なら「ニュートン」、「エネルギー」なら「運動」「熱」「電磁気」すべて「ジュール」に統一されてきて、「熱」の「カロリー」などは使われなくなりました。(唯一食品分野にのみ残っている)
単位の統一と標準化は、「国際単位系」(SI)として勧められています。ご質問の「アンペア」の1954年というのは、その一つではないでしょうか。
ということで、誰がその時点で何の単位を使っていたか、ということは、現在の「定義」や「標準」とは無関係に、その当時のローカルな使い方がされていた、ということだと思います。後になって、他の単位に「換算」されたのでしょう。
No.1
- 回答日時:
ちょいと調べてみた. というか, Wikipedia のミリカンの項
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%90 …
にある [6] の文献を見てみた.
つらつら見ていくと
e=4.774×10^-10 electrostatic units
と書いてある. ということで, 静電単位系
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81 …
だと思う.
余談で 1点指摘しておくと, 確かに SI で「アンペア」が定義されたのは 1954年だけど「アンペア」という単位の名称そのものが誕生したのはもっと古く 1880年代の実用単位系にはさかのぼることができる.
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