Электрон является первой элементарной частицей, открытой в физике. Он представляет собой материальный носитель наименьшей массы и электрического заряда в природе. Узнайте о свойствах, истории открытия и применении электрона в физике, химии и технологии.
Электрон (символ е-, e) представляет собой первую элементарную частицу, открытую в физике. Он является материальным носителем наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе. Электрон является составной частью атомов, и количество электронов в нейтральном атоме равно атомному номеру, то есть числу протонов в ядре.
Физические свойства электрона
Современные значения заряда (e) и массы (me) электрона равны:
| Значение | Значение в СГСЭ | Значение в кулонах |
|---|---|---|
| e | -4,803242(14)×10-10 ед. | -1,6021892(46)×10-19 Кл |
| me | 0,9109534(47)×10-27 г | 0,5110034(14) МэВ/с2 |
Спин электрона равен 1/2 в единицах Планка постоянной, что подчиняет электрон Ферми-Дираковой статистике. Магнитный момент электрона равен 1,0011596567(35) магнетону Бора. Электрон относится к классу лептонов и является стабильной частицей.
История открытия электрона
Существование электрона было установлено в результате работ нескольких выдающихся исследователей. В 1897 году электрон был открыт Джозефом Джоном Томсоном. Название "электрон", предложенное английским ученым Джорджем Стоуни в 1891 году для обозначения заряда одновалентного иона, происходит от греческого слова "élektron", что означает "янтарь". Античастица электрона называется позитрон и была открыта в 1932 году.
Свойства и применение электрона
Электрон участвует в электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействиях, проявляя многообразие свойств в зависимости от типа взаимодействий. В классической электродинамике электрон рассматривается как частица, движение которой подчиняется уравнениям Лоренца-Максвелла.
Электрон обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Волновые свойства электрона были экспериментально обнаружены в 1927 году американскими физиками Клинтом Дэвиссоном и Лестером Гермером, а также независимо английским физиком Джорджем Томсоном. Волновые свойства позволяют электрону испытывать интерференцию и дифракцию, подобно свету.
Электроны играют существенную роль во многих физических явлениях, таких как электричество, магнетизм, химия и теплопроводность. Они также участвуют в гравитационных, электромагнитных и слабых взаимодействиях.
Свойства электрона широко используются в различных технологических процессах, приборах и устройствах, таких как электроника, аккумуляторные технологии, лазеры, детекторы на основе ионизации газов и ускорители частиц.
Взаимодействия электронов с другими частицами изучаются в химии и ядерной физике. Кулоновское взаимодействие между положительно заряженными протонами внутри атомов играет важную роль в химических реакциях.
В заключение, электрон представляет собой невероятно важную частицу в физике, химии и технологии. Его свойства и поведение определяют широкий спектр явлений в нашей физической реальности.
