Електрон
от Уикипедия, свободната енциклопедия
Електрон | |
![]()
Първите няколко електронни орбити на водородния атом показани като крос-секции със цветно изразена плътност на вероятност за намиране.
|
|
Класификация | |
Вид: | Елементарна частица |
Клас и подклас: | Фермион, лептон |
Обозначение: | e−, β− |
Поколение: | Първо |
Античастица: | Позитрон |
Открита от: | Джоузеф Джон Томсън (1897) |
Характеристики | |
Маса: | 9,11×10−31 kg 1⁄1836 amu 0,510 998 918 MeV/c2 |
Заряд: | −1,602 189 2(46)×10-19 C |
Спин: | ½ |
Странност: | 0 |
Очарование: | 0 |
Време на живот: | ∞ |
Взаимодействие: | гравитационно, електромагнитно, слабо |
Електрон е елементарна частица, от която са съставени електронните обвивки на атомите на всички вещества. Движението на електроните предизвиква електрическите явления като електрическия ток.
Зарядът на електрона е неделим и равен на -1,602 189 2(46)×10-19 C или -1 в атомни единици. Eлектрическият заряд на другите елементарни частици се измерва на базата на елементарния заряд на електрона.
Съдържание |
[редактиране] История
Думата електрон идва от гръцката ήλεκτρον, означаваща кехлибар. След натриване с вълнено парче плат, кехлибарът привлича малки предмети, което е свидетелство за статично електричество. Терминът електрон като елементарна частица с неделим заряд е предложен от Джордж Джонсън Стоун през 1894. Експерименталното откритие на електрона е направено от Дж. Дж. Томсън, който в 1897 наблюдава отклонението на катодните лъчи.
[редактиране] Теория
Електронът , понякога наричан негатрон, се означава като e− и е най-лекият масов лептон. Неговият точков елементарен електрически заряд участвува едновременно в 4 независими движения:
[редактиране] Релативистско стохастическо движение
То е резултат от реакцията на точковия електрически заряд на излъчването и поглъщането от него на виртуални фотони. Тъй като излъчването и поглъщането е стохастическо по големина и направление, то и реактивното движение (отката) също е стохастическо по дължина и направление. Това най-бързо движение може да се наблюдава при разсейването на светлина (реални фотони) от почти свободни, слабо свързани валентни електрони. Ако във формулата за дисперсията на координатите се въведе като време двойното време за излъчване или поглъщане на фотон известно от класическата електродинамика, ще се получи известната формула за сечението на Томпсън. Това показва, че такова релативистско движение на точковия безмасов електрически заряд на електрона действително съществува.
[редактиране] Релативистско фермионно осцилационно движение (Zitterbeweging)
Резултатите от него са създаване на собственни електрическо и магнитно полета, създаване на собствена енергия (маса в покой), създаване на собствен магнитен диполен момент и на собствен механичен ъглов момент. Това вътрешно движение се описва от матриците на Дирак и поради тяхната некомутативност съществува силна корелация между осцилациите на точковия безмасов електрически заряд по трите взаимно перпендикулярни координати.
Като резултат на тази силна корелация всички компоненти на интензитета на собственото електрическо поле имат нулево значение в точката на моментното место положение на точковия електрически заряд и всички компоненти на интензитета на собственото магнитно поле имат двойно по-голямо значение от значенията които биха имали в точката на моментното место положение на точковия електрически заряд, ако той се движеше бозонно, т.е.без никаква корелация между осцилациите по трите взаимно перпендикулярни направления. Именно поради това жиромагнитното отношение на собствените магнитен момент към собствения ъглов механичен момент е 2 пъти по-голямо от жиромагнитното отношение на орбиталния магнитен момент към орбиталния ъглов механичен момент. По това физически обосновано обяснение ние разбираме колко важно е да открием физическата същност на необяснимото релативистско поведение на електрона. Така например, използването на полупроводниковия мадел на релативистския електрон е погрешно. Действително, вместо да се предполага, че пълната вълнова функция на дираковския електрон описва поведение на две движения с различна енергия, много по-приемливо е да се предположи, че пълната вълнова функция на дираковския електрон описва поведение на две движения с равна енергия, но с две посоки на движение: напред и назад и двете имащи въртения на ляво и на дясно. По този начин математически корректно се описва всяко движение на точкович безмасов електрически заряд, включително и вътрешното фермионно движение;
[редактиране] Нерелативско стохастическо движение
Това е движение на размития електрически заряд на Дираковския електрон, което е резултат от електрическото и магнитното взаимодействие на размития електрически заряд или на магнитния диполен момент на релативистския електрон, с интензитетите на електрическите и магнитните интензитети на стоящите електромагнитни колебания на вакуума, възбудени от флуктуациите на вакуума. Това стохастическо движение превърща класическия електрон в квантов електрон. Благодарение на това фюртовско стохастическо движение електронът се движи по стохастически неповторими, много често начупени траектории, предизвикващи дисперсии в динамическите параметри, описващо поведението на електрона. В резултат на това стохастическо поведение са всички неравенства, известни като неопределенности на Хайзенберг. По този начин отпада твърдението за отсъствие на всякаква траектория, описваща последователните место положения на електрона. В действителност може само да се твърди, че отсъствуват класически гладки повтарящи се траектории, които могат да описват поведението на квантованите частици;
[редактиране] Класическо движение на микрочастиците
То е по класически гладки повтарящи се траектории в резултат на взаимодействието на тяхните заряд, магнитен момент или маса с класически усреднени външни полета.
Елементарни частици | |
Фермиони: Кварки: Горен (u-кварк) · Долен (d-кварк) · Странен (s-кварк) · Чаровен (c-кварк) · Дънен (b-кварк) · Върховен (t-кварк) · Лептони: (Електрон · Мюон · Таон · Неутрино) | |
Бозони: Фотон · W бозон · Z бозон · X бозон · Y бозон · Хигс бозон · Гравитон · Глуон | |
Адрони: Мезони: Пион · Бариони: Протон · Неутрон |