Електрон

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Емблема за пояснителна страница Тази статия е за елементарната частица. За предприятието вижте ДСО „Електрон“.

Електрон
Елементарна частица
HAtomOrbitals.png
Първите няколко електронни орбити на водородния атом показани като оцветени сечения на плътността на вероятността
Класификация
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
11836 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, присъстваща в електронните обвивки на атомите на всички химични елементи. 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. Електрическият заряд на другите елементарни частици се измерва на базата на елементарния заряд на електрона. Масата на електрона е равна на 9,109 558×10-28 g

История[редактиране | edit source]

Думата електрон идва от гръцката „ήλεκτρον“, което означава 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 през 1897 наблюдава отклонението на т.нар. катодни лъчи.

Теория[редактиране | edit source]

Електронът , понякога наричан „негатрон“ и се означава като e и е най-лекият масов лептон. Неговият точков елементарен електрически заряд участва едновременно в 4 независими движения:

Релативистско стохастическо движение[редактиране | edit source]

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.

Релативистко фермионно осцилационно движение (Zitterbewegung)[редактиране | edit source]

Резултатите от него са създаване на собствени 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 местоположение 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 местоположение 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 собствения 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 релативистко поведение на електрона. Така например, използването на полупроводниковия модел на релативисткия 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 коректно се описва всяко движение на точковия безмасов електрически заряд, включително и вътрешното фермионно движение.

Нерелативистко стохастическо движение[редактиране | edit source]

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 релативисткия електрон, с интензитетите на електрическите и магнитните интензитети на стоящите електромагнитни колебания на вакуума, възбудени от флуктуациите на вакуума. Това стохастическо движение превръща 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 неопределености на Хайзенберг. По този начин отпада твърдението за отсъствие на всякаква траектория, описваща последователните местоположения на електрона. В действителност може само да се твърди, че отсъствуват класически гладки повтарящи се траектории, които могат да описват поведението на квантуваните частици;

Класическо движение на микрочастиците[редактиране | edit source]

То е по класически гладки повтарящи се траектории в резултат на взаимодействието на техните заряд, магнитен момент или маса с класически усреднени външни полета.