Користувач:Jarozwj/Чернетка

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Електро́н — субатомна частинка з негативним елементарним електричним зарядом[1]. Електрони належать до першого покоління лептонів[2], та зазвичай вважаються фундаментальними частинками, оскільки для них невідомі складові компоненти чи субструктура[3]. Маса електрона становить близько 1/1836 маси протона[4]. Квантовомеханічні властивості електрона включають внутрішній кутовий момент (спін), напівціле значення, виражене в одиницях зведеної сталої Планка, ħ. Оскільки вони є ферміонами, то відповідно до принципу Паулі в кожному квантовому стані може перебувати не більше одного електрона[2]. Як і інші елементарні частинки, електрони проявляють властивості як частинок, так і хвиль: вони можуть зіштовхуватися з іншими частинками та дифрагувати подібно до світла. Хвильові властивості електронів простіше спостерігати експериментально у порівнянні з хвильовими властивостями нейтронів і протонів через те, що електрони мають меншу масу і отже більшу довжину хвилі де Бройля для заданої енергії.

Електрони відіграють важливу роль у багатьох фізичних явищах, таких як електрика, магнетизм, хімія та теплопровідність, і вони також беруть участь у гравітаційній, електромагнітній та слабкій взаємодіях[5]. Оскільки електрон має заряд, він оточений електричним полем, і якщо цей електрон рухається відносно спостерігача, він генерує магнітне поле. Електромагнітні поля від інших джерел (не тих, що породжені електроном) вплинуть на рух електрона відповідно до формули для сили Лоренца. Електрони випромінюють чи поглинають енергію у формі фотонів якщо вони рухаються з прискоренням. Лабораторні інструменти здатні захоплювати як окремі електрони, так і електронну плазму за рахунок використання електромагнітних полів. Спеціальні телескопи здатні виявляти електронну плазму в космічному просторі. Електрони використовуються в електроніці, для зварювання, в електронно-променевих трубках, електронних мікроскопах, променевій терапії, лазерах, газових іонізаційних детекторах[en] та прискорювачах заряджених частинок.

Взаємодії за участі електронів з іншими субатомними частинками є цікавими для таких наук, як хімія чи ядерна фізика. Кулонівська сила взаємодії між позитивно зарядженим протоном всередині атомного ядра та негативно зарядженими електронами ззовні, дає можливість існувати атомам. Іонізація чи різниця у співвідношенні негативно заряджених електронів відносно позитивно заряджених ядер змінює енергію зв'язку атомних систем. Обмін електронами чи їх розподіл між двома чи більше атомами є головною причиною утворення хімічних зв'язків[6]. 1838 року британський натураліст Річард Ламінг[en] вперше припустив існування неподільної кількості електричного заряду для пояснення хімічних властивостей атомів[7]. 1891 року ірландський фізик Джордж Стоні назвав цей заряд «електроном», і 1897 року Джозеф Джон Томсон з групою британських фізиків виявили його як частинку[8][9][10]. Електрони також можуть брати участь у ядерних реакціях, таких як нуклеосинтез у зорях, де вони відомі як бета-частинки. Електрони можуть утворюватися внаслідок бета-розпаду радіоактивних ізотопів та високоенергетичних зіткнень, наприклад коли космічні промені входять в атмосферу. Античастинка електрона називається позитроном; він ідентичний електрону за винятком того, що має електричний та інші заряди[en] протилежного знаку. Коли електрон зіштовхується з позитроном, обидві частинки повністю анігілюють, утворюючи рентгенівські фотони.

Примітки

  1. JERRY COFF. Процитовано 10 вересня 2010.  (англ.)
  2. а б Curtis, L.J. (2003). Atomic Structure and Lifetimes: A Conceptual Approach. Cambridge University Press. с. 74. ISBN 0-521-53635-9.  (англ.)
  3. Eichten, E.J.; Peskin, M.E.; Peskin, M. (1983). New Tests for Quark and Lepton Substructure. Physical Review Letters 50 (11): 811–814. Bibcode:1983PhRvL..50..811E. doi:10.1103/PhysRevLett.50.811.  (англ.)
  4. CODATA value: proton-electron mass ratio. 2006 CODATA recommended values. National Institute of Standards and Technology. Процитовано 18 липня 2009.  (англ.)
  5. Anastopoulos, C. (2008). Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics. Princeton University Press. с. 236–237. ISBN 0-691-13512-6.  (англ.)
  6. Pauling, L.C. (1960). The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: an introduction to modern structural chemistry (вид. 3rd). Cornell University Press. с. 4–10. ISBN 0-8014-0333-2.  (англ.)
  7. Arabatzis, T. (2006). Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities. University of Chicago Press. с. 70–74. ISBN 0-226-02421-0.  (англ.)
  8. Thomson, J.J. (1897). Cathode Rays. Philosophical Magazine 44 (269): 293–316. doi:10.1080/14786449708621070.  (англ.)
  9. Dahl (1997:122–185).
  10. Wilson, R. (1997). Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understand the Universe. CRC Press. с. 138. ISBN 0-7484-0748-0.  (англ.)