Электрон

Шаблон:Элементарная часціца Электрон (грэч. Ηλεκτρόνιο) — стабільная элементарная часціца, адна з асноўных структурных адзінак рэчыва. З электронаў складаюцца электронныя абалонкі атамаў, дзе іх лік і становішча вызначае ўсе хімічныя ўласцівасці рэчываў. Рух вольных электронаў абумоўлівае такія з’явы, як электрычны ток у правадніках і вакууме.

Звычайна электрон пазначаецца ў формулах літарай e^-. Бэта-часціцы, якія з’яўляюцца высокаэнергетычнымі электронамі, якія ўтвараюцца пры бэта-распадзе атамных ядраў, пазначаюцца знакам β^-.

Электрон адносіцца да сямейства лептонаў, мае зарад −1, спін 1 / 2. Антычасціца для электрона — пазітрон.

$m_e=9,10938215(45)\cdot 10^{-31}$ кг — маса электрона.

$e_0=-1,602176487(40)\cdot 10^{-19}$ Кл — зарад электрона.

Адкрыццё электрона як часціцы належыць Дж. Томсану, які ў 1897 устанавіў, што адносіны зарада да масы для катодных прамянёў не залежыць ад матэрыялу крыніцы. Хвалістую прыроду электрона адкрыў Луі дэ Бройль.

Электрон удзельнічае ў электрамагнітным, слабым і гравітацыйным узаемадзеяннях элементарных часціц. У класічнай электрадынаміцы электрон апісваецца ўраўненнямі Лорэнца—Максвела; у квантавай механіцы — ураўненнямі Шродынгера (для нерэлятывісцкіх з'яў) і ўраўненнямі Дзірака (для рэлятывісцкіх з'яў). Характар размяшчэння электронаў ў атамных абалонках і запаўнення імі энергетычных узроўняў абумоўлены іх спінам (г.зн. электроны падпарадкоўваюцца прынцыпу Паўлі), што вызначае электрычныя, хімічныя, аптычныя і іншыя ўласцівасці атамаў і малекул і вядзе да перыядычнага паўтарэння ўласцівасцей хімічных элементаў (гл. Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева). Характар руху электронаў і іх размеркаванне па энергіях вызначае электраправоднасць, цеплаправоднасць і іншыя ўласцівасці цвёрдых і вадкіх цел.

Даследаванні ўласцівасцей і асаблівасцей руху электронаў стымулявала развіццё фізікі і стварэнне новых галін тэхнікі.

Выкарыстанне

У большасці крыніц нізкаэнергетычных электронаў выкарыстоўваюцца з'явы тэрмаэлектроннай эмісіі і фотаэлектронных эмісіі. Высокаэнергетычных, з энергіяй ад некалькіх кэВ да некалькіх МЭВ, электроны выпраменьваюцца ў працэсах бэта-распаду і ўнутранай канверсіі радыеактыўных ядраў. Электроны, якія выпраменьваюцца ў бэта-распадзе, часам называюць бэта-часціцамі ці бэта-прамянямі. Крыніцамі электронаў з больш высокай энергіяй служаць паскаральнікі.

Рух электронаў у металах і паўправадніках дазваляе лёгка пераносіць энергію і кіраваць ёю. Гэта зʼява (электрычны ток) зʼяўляецца адной з асноў сучаснай цывілізацыі і выкарыстоўваецца практычна паўсюдна ў прамысловасці, сувязі, інфарматыцы, электроніцы, у побыце. Хуткасць дрэйфу электронаў у правадырах вельмі малая (~ 0,1-1 мм/с), аднак электрычнае поле распаўсюджваецца з хуткасцю святла. У сувязі з гэтым ток ва ўсёй ланцугу ўсталёўваецца практычна імгненна.

Электрон як квазічасціца

Калі электрон знаходзіцца ў перыядычным патэнцыяле, яго рух разглядаецца як рух квазічасціцы. Яго стану апісваюцца квазіволновым вектарам. Асноўны дынамічнай характарыстыкай у выпадку квадратычнага закона дысперсіі з’яўляецца эфектыўная маса, якая можа значна адрознівацца ад масы вольнага электрона і ў агульным выпадку з’яўляецца тэнзар.

Гл. таксама

• Кулонаўская блакада

Літаратура

• Богуш А. Электрон // БЭ ў 18 т. Т. 18. Кн. 1. Мн., 2004.

У Сеціве

• Шаблон:Cite web
• Шаблон:Cite web
• Шаблон:Cite book