Chúng ta đều biết rất rõ rằng điện là dòng chuyển động có hướng của các hạt mang điện do kết quả của điện trường. Bất kỳ học sinh nào cũng sẽ nói với bạn điều này. Nhưng câu hỏi về hướng của dòng điện là gì và những hạt này đi đâu có thể khiến nhiều người bối rối.
Trọng tâm của vấn đề
Như bạn đã biết, trong chất dẫn điện, điện được mang bởi các electron, trong chất điện phân - bởi cation và anion (hoặc đơn giản là ion), trong chất bán dẫn, electron hoạt động với cái gọi là "lỗ trống", trong chất khí - ion với các electron. Độ dẫn điện của nó phụ thuộc vào sự hiện diện của các hạt cơ bản tự do trong một vật liệu cụ thể. Trong trường hợp không có điện trường trong vật dẫn kim loại, dòng điện sẽ không chạy. Nhưng ngay sau khi sự khác biệt tiềm ẩn phát sinh trong hai phần của nó, tức là điện áp sẽ xuất hiện, sự hỗn loạn sẽ dừng lại trong chuyển động của các electron và trật tự sẽ đến: chúng sẽ bắt đầu đẩy ra khỏi âm và tiến về phía cộng. Có vẻ như đây là câu trả lời cho câu hỏi "Chiều của dòng điện là gì?". Nhưng nó không có ở đó. Tìm trong từ điển bách khoa hoặc chỉ trong bất kỳ sách giáo khoa nào là đủtrong vật lý, ngay khi một mâu thuẫn nào đó trở nên đáng chú ý. Nó nói rằng thông thường cụm từ "chiều dòng điện" biểu thị chuyển động có hướng của các điện tích dương, hay nói cách khác: từ cộng đến trừ. Làm thế nào để đối phó với tuyên bố này? Rốt cuộc, có một sự mâu thuẫn có thể nhìn thấy bằng mắt thường!
Sức mạnh của thói quen
Khi mọi người học cách tạo ra mạch điện một chiều, họ vẫn chưa biết về sự tồn tại của một electron. Hơn nữa, lúc đó họ không nghi ngờ rằng nó đang chuyển từ trừ sang cộng. Khi Ampere đề xuất vào nửa đầu thế kỷ 19 về hướng của dòng điện từ cộng sang trừ, mọi người đều coi đó là điều hiển nhiên và không ai phản đối quyết định này. Phải mất 70 năm cho đến khi người ta phát hiện ra rằng dòng điện trong kim loại là do chuyển động của các electron. Và khi họ nhận ra điều này (nó xảy ra vào năm 1916), mọi người đã quá quen với sự lựa chọn của Ampere đến nỗi họ không thay đổi bất cứ điều gì.
Golden Mean
Trong chất điện phân, các phần tử mang điện tích âm chuyển động về phía catốt, còn các phần tử mang điện tích dương chuyển động về phía anôt. Điều tương tự cũng xảy ra trong chất khí. Nếu bạn nghĩ về hướng của dòng điện trong trường hợp này, bạn chỉ nghĩ đến một phương án: chuyển động của các điện tích lưỡng cực trong một mạch kín xảy ra đối với nhau. Nếu chúng ta chấp nhận nhận định này làm cơ sở thì sẽ xóa bỏ được mâu thuẫn hiện tại. Điều đó có thể gây ngạc nhiên, nhưng hơn 70 năm trước, các nhà khoa học đã nhận được bằng chứng tài liệu cho thấy dấu hiệu ngược lạicác điện tích trong môi trường dẫn thực sự chuyển động đối với nhau. Tuyên bố này sẽ đúng với bất kỳ chất dẫn điện nào, bất kể loại của nó: kim loại, khí, chất điện phân, chất bán dẫn. Dù vậy, vẫn có thể hy vọng rằng theo thời gian, các nhà vật lý sẽ loại bỏ được sự nhầm lẫn trong thuật ngữ và chấp nhận một định nghĩa rõ ràng về hướng của chuyển động hiện tại rốt cuộc là như thế nào. Tất nhiên, rất khó để thay đổi một thói quen, nhưng cuối cùng bạn phải đặt mọi thứ vào đúng vị trí của nó.
