なぜ電子を失うとプラスに？電気の正負と電子移動の仕組み

電気の正負や電子の移動に関して「なぜ電子を放出した側がプラスになるのか」という疑問を持つ方は多いです。実はこの理解には歴史的な経緯と量子力学的な仕組みが関わっています。この記事では、その原理を初心者にも分かりやすく解説します。

電気の正負の歴史的な決め方

まず「プラス」「マイナス」という電気の符号は、18世紀にベンジャミン・フランクリンによって便宜的に決められました。当時は電子の存在が知られておらず、電流がプラスからマイナスへ流れると考えられていたのです。

その後、電子という粒子が発見され、実際には電子がマイナス極からプラス極へ移動することが分かりました。しかし、符号の決め方はそのまま残り、今日まで使われています。

電子は常に負の電荷を持ちます。そのため、電子が原子や物質から放出されると、その物質はマイナスの電気を失い「相対的にプラス」になります。逆に、電子を受け取った物質は負の電荷を得るため「マイナス」と表現されます。

つまり、「電子が動く」という単純な仕組みで、物体の電気的性質がプラスやマイナスに変化するのです。

例を挙げると、金属の表面から電子が飛び出す「光電効果」では、電子を失った金属がプラスに帯電します。また、静電気で物体をこすり合わせると、一方が電子を奪われてプラス、もう一方が電子を得てマイナスに帯電します。

このように、電子の移動そのものが「正電荷」「負電荷」の生まれる原因になっています。

混乱を招きやすいのが「電流の向き」です。物理では伝統的に「電流はプラスからマイナスへ流れる」と定義されていますが、実際に動いているのは電子であり、その流れは逆向きです。この違いは慣習の問題であり、どちらが正しいかというよりも「どちらを基準に説明しているか」の違いです。

そのため、「電子はマイナスからプラスに動く」「電流はプラスからマイナスに流れる」という2つの見方を整理して理解することが大切です。

電子を失った物質がプラス、電子を得た物質がマイナスになるのは、電子が常に負の電荷を持つためです。符号の決め方には歴史的背景があり、今日の「電流の向き」と「電子の移動方向」が逆になる理由もそこにあります。この仕組みを理解すると、電気現象の理解がよりクリアになるでしょう。