科学のプラスとマイナス

Question

とても根本的なことを質問させて頂きます。

磁石や電気などでプラスやマイナスと言いますが、
日常生活でのプラス＝ある、マイナス＝ないというイメージと同じなのでしょうか？
原子はプラスで電子はマイナスですが、電子は存在しているのに、なぜマイナスなのでしょうか？
電子は何かが足りない存在なのでしょうか？

科学で言う「プラスとマイナス」は、例えば「AとB」と言い換えることもできるのでしょうか（磁石のN極とS極のように）。
単に引き合う力のある２つのものをイメージとして便利だからプラスとマイナスと呼んでいるだけなのでしょうか？

sanori · Accepted Answer

こんばんは。

＞＞＞日常生活でのプラス＝ある、マイナス＝ないというイメージと同じなのでしょうか？

「マイナス＝ないというイメージ」に誤りがあります。
「ない」は、数で言えば、０に相当します。
しかし、「マイナス」は数で言えば、－１　とか　－１００　とか　－０．５　とかです。


＞＞＞原子はプラスで電子はマイナスですが、電子は存在しているのに、なぜマイナスなのでしょうか？

「存在するのになぜマイナス？」については、上記の通りです。単純です。

もう一つ説明を加えますと、
昔の偉大な科学者達が「電流」を発見したとき、
電流の向きや電圧を、どちらの方向がプラスで、どちらの方向がマイナスであるかを、便宜上決めました。
電源のプラスから出発し、電源のマイナスでゴールする、と決めたのです。
後に、電流の実体は「マイナスの電子の流れ」であることがわかったのですが、
電流の方向の従来の定義を変えることはありませんでした。
かくして、「（プラスの）電流」の向きと「（マイナスの）電子の流れ」の向きは反対であることが、約束事となってしまったのです。


＞＞＞電子は何かが足りない存在なのでしょうか？

足りないのではなく、マイナスだということです。
・赤道を境にして、北、南
・ど真ん中を境にして、左と右、
・電荷無しに対して、プラスとマイナス
電子には（当然ながら）反粒子があり、それは「陽電子」と呼ばれるプラスの電子です。
現実に存在します。
放射線の一種で陽電子があります。
また、陽電子と電子のペア（ポジトロニウムという）を利用して、固体材料の中に空隙があるかどうかの解析をする手法があります。


＞＞＞科学で言う「プラスとマイナス」は、例えば「AとB」と言い換えることもできるのでしょうか（磁石のN極とS極のように）。

昔の人が勝手に、＋、－、Ｎ、Ｓ　を決めただけですから、
呼び名を変えるだけならば、意味は変わりません。
ですから、あなたの勝ってで呼び名を変えてもよいです。
一般的な呼び方と違うので、世の中で通用しませんが、
ただそれだけのことです。


以上、ご参考になりましたら幸いです。

ORUKA1951 · Answer

科学では、日常で使われているものと同じ単語があっても、その一つ一つは厳密に定義されています。
　磁石ではＮ極、Ｓ極はありますが、プラスマイナスはありません。
　電磁気学では電荷にはプラスマイナスがありますが、それは電荷の定義を調べてください。
電荷 - Wikipedia ( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%8D%B7 )

　日常の定義の定まらない用語を持ち込まないこと。

Secret_Win · Answer

この質問は、素朴でいい質問だと思います。
うまく説明できないですが、マイナス＝ないというイメージというのではなく、プラスの方向に対して、180度逆向きというイメージの方が、しっくりいくことが多いです。
ただ、電子は存在しているのにマイナスの電荷を持つというのは、電気の研究が盛んに行なわれてき始めた初期の頃、とりあえず、電流はこっちがプラス！ときめてしまったら、実は電子は逆方向だった、ということで電子はマイナスになりました。だから、電子はプラス！としてもいいんですが、今更、混乱するのでそのままになっています。

なので、だから、マイナスの電気があるんです。
じゃあ、プラスは何なの？ってことになりますが、例えば、マイナスの電子が右側に集まると、左側は、マイナスがいなくなったので、プラスに帯電しているということです。

＞科学で言う「プラスとマイナス」は、例えば「AとB」と言い換えることもできるのでしょうか

もちろんできますが、混乱するだけなので、誰もそんなことはしないですね。極端に言えば、今日から、リンゴの事をAと呼んで、バナナはBと呼ぼうといっても、誰にも相手にしてくれません。
ちなみに、S極、N極は、-ｍ極、＋ｍ極と呼ばれたりします。

半導体では、マイナスの電子がいますが、その電子がいなくなった穴は、プラスの電荷と考え、ホールと呼んでいます。

bam128 · Answer

便宜上、プラス／マイナスを使うと説明しやすく、その上で学問が成り立っているのが現状でしょう。


＞日常生活でのプラス＝ある、マイナス＝ないというイメージと同じなのでしょうか？

プラスは「ある」ですが、同時にマイナスも「ある」となります。
ただ、プラスとマイナスはそれぞれの「ある」に違いがあるのです。

例をあげると、プラス＝貯金、マイナス＝借金です。
マイナスの借金をないと言うイメージでチャラにしてくれる銀行はありません。

何もない状態は「０」(ゼロ)で表現されます。



＞電子は存在しているのに、なぜマイナスなのでしょうか？

なぜと質問されると説明できません。
そのような性質なのだとご理解下さい。（専門知識のある方が回答されるかも）

ただ電子はマイナスなのでプラスに向かって移動すると電気が流れたことになります。
これを電流と呼び、私達の日常を豊かにしてくれる電化製品が動くわけです。
（ほかにも電気の要素は必要ですが、省略します）



＞科学で言う「プラスとマイナス」は、例えば「AとB」と言い換えることもできるのでしょうか。


言い換えることは可能ですよ。

ただし、他人へ説明する場合「プラスとマイナスをこれに置き換えて～」から説明することになり、面倒になり理解されにくいでしょう。

やはり大勢の人が学んできた一定のルールが一般的にイメージとして取り入れやすいですね。

sssssss1 · Answer

＞単に引き合う力のある２つのものをイメージとして便利だからプラスとマイナスと呼んでいるだけなのでしょうか？
A:そうです。
プラスの電荷（正電荷）、マイナスの電荷（負電荷）が存在します。プラス、マイナスが決まったのは電池の極を決めたときに適当に決めたためっだったはず。
１の方もおっしゃっているように、電荷を調べください。（中学か高校の教科書に載っていると思います。）
足し算、引き算のプラスマイナスとは違います。あるないのイメージは足し算引き算から来ているのですよね？

原子は正電荷を持っている陽子と電荷を持っていない中性子からなっています。

科学のプラスとマイナス

科学では、日常で使われているものと同じ単語があっても、その一つ一つは厳密に定義されています。

この質問は、素朴でいい質問だと思います。

便宜上、プラス／マイナスを使うと説明しやすく、その上で学問が成り立っているのが現状でしょう。

＞単に引き合う力のある２つのものをイメージとして便利だからプラスとマイナスと呼んでいるだけなのでしょうか？

こんばんは。

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