Koncept, lastnosti in naboj elektrona

Elektron je elementarni delec, ki je ena od glavnih enot v strukturi snovi. Elektronski naboj je negativen. Najbolj natančne meritve so na začetku dvajsetega stoletja naredili Milliken in Ioffe.

Elektronski naboj je minus 1,602176487 (40) * 10 ^{-1 9} Cl.

Skozi to vrednost se meri električni naboj druge drobne delce.

Splošni pojem elektrona

V fiziki osnovnih delcev pravimo, da je elektron nedeljiv in nestrukturiran. Vključen je v elektromagnetne in gravitacijske procese, spada v skupino leptona in v antipartiklo - pozitron. Med drugimi leptoni je najmanjša teža. Če elektroni in pozitroni trčijo, to vodi do njihovega uničenja. Tak par lahko nastane iz gama-kvantnih delcev.

Pred merjenjem nevtrinov je bil elektron najverjetnejši delček. V kvantni mehaniki se imenuje fermioni. Elektron ima tudi magnetni moment. Če je pozitron tudi naveden, je pozitron razdeljen na pozitivno nabite delec, elektron pa se imenuje negatron, kot delček z negativnim nabojem.

Ločene lastnosti elektronov

Elektroni pripadajo prvi generaciji leptonov z lastnostmi delcev in valov. Vsak od njih ima kvantno stanje, ki se določi z merjenjem energije, orientacije spina in drugih parametrov. Pripadnost fermionom v njej se razkriva z nezmožnostjo biti v istem kvantnem stanju ob istem času dveh elektronov (po Paulijevem principu).

Proučuje se na enak način kot kvaziček v periodičnem kristalnem potencialu, v katerem se lahko učinkovita masa bistveno razlikuje od mase v mirovanju.

Skozi gibanje elektronov pride električni tok magnetizem in termo emf. Polnjenje elektrona v gibanju tvori magnetno polje. Vendar pa zunanje magnetno polje odvrne delce iz neposredne smeri. Med pospeševanjem elektron pridobi sposobnost absorbiranja ali oddajanja energije kot fotona. Njen sklop sestavljajo elektronske atomske lupine, katerih število in položaj določata kemijske lastnosti.

Atomsko maso sestavljajo predvsem jedrski protoni in nevtroni, medtem ko je masa elektronov Je reda 0,06% skupne atomske mase. Coulombova električna sila je ena glavnih sil, ki lahko zadržijo elektron blizu jedra. Toda ko se molekule ustvarijo iz atomov in se pojavijo kemične vezi elektroni so prerazporejeni v novo oblikovanem prostoru.

Pojav elektronov je vključeval nukleone in hadrone. Izotopi z radioaktivnimi lastnostmi lahko oddajajo elektrone. V laboratorijskih pogojih se ti delci lahko preučujejo v posebnih napravah, na primer teleskopi lahko zaznajo sevanje iz plazemskih oblakov.

Odkritje

Elektron so odkrili nemški fiziki v 19. stoletju, ko so preučevali katodne lastnosti žarkov. Nato so ga drugi znanstveniki začeli podrobneje preučevati, tako da so ga pripeljali do enega samega delca. Preučevali smo sevanje in druge s tem povezane fizikalne pojave.

Skupina, ki jo je vodil Thomson, je na primer ocenil naboj elektronov in maso katodnih žarkov, katerih razmerje, kot je ugotovila, ni odvisno od vira materiala.
Becquerel je ugotovil, da minerali sami oddajajo sevanje, njihovi beta žarki pa lahko z delovanjem električnega polja odstopajo, masa in naboj pa ohranita enako razmerje kot katodni žarki.

Atomska teorija

V skladu s to teorijo atom sestavljajo jedro in elektroni okoli njega, ki se nahajajo v kot oblak. So v določenih kvantiziranih energetskih stanjih, katerih spremembo spremlja proces absorpcije ali emisije fotonov.

Kvantna mehanika

Na začetku dvajsetega stoletja je bila oblikovana hipoteza, po kateri imajo materialni delci lastnosti tako samih delcev kot valov. Svetloba se lahko manifestira tudi v obliki vala (imenuje se de Brogliejev val) in delcev (fotonov).

Zaradi tega je bila oblikovana znamenita Schrödingerjeva enačba, kjer je bila opisana širitev elektronskih valov. Ta pristop se imenuje kvantna mehanika. Z njim smo izračunali elektronska stanja energije v atomu vodika.

Temeljne in kvantne lastnosti elektrona

Delci kažejo temeljne in kvantne lastnosti.

Temeljni med njimi so masa (9.109 * 10 ^-31 kg), osnovni električni naboj (to je minimalni del naboja). Glede na do sedaj opravljene meritve v elektronu ni nobenega elementa, ki bi lahko razkril njegovo podstrukturo. Toda nekateri znanstveniki menijo, da je to točkovni delček. Kot je navedeno na začetku članka, je električni naboj -1,602 * 10 ^-19 Cl.

Elektron je lahko delček, hkrati pa je lahko tudi val. Eksperiment z dvema režama potrjuje možnost njegovega hkratnega prehoda skozi oba. To je v nasprotju z lastnostmi delca, kjer je vsakokrat mogoče skozi samo eno režo.

Menijo, da imajo elektroni enake fizikalne lastnosti. Njihova permutacija s stališča kvantne mehanike torej ne vodi v spremembo stanja sistema. Valovna funkcija elektronov je antisimetrična. Zato njegove rešitve izginejo, ko isti elektroni padejo v isto kvantno stanje (Paulijevo načelo).