Електрон | субатомна частица
Електронът е много малка частица от материята. Символът му е e− , открит е от Джей Джей Томсън през 1897 г.
Електронът е субатомна частица. Всеки атом се състои от няколко електрона, които обграждат ядрото на атома. Електронът може да бъде отделен от всеки атом. Смята се, че той е елементарна частица, защото не може да се разпадне на нищо по-малко. Електрическият му заряд е отрицателен. Електроните имат много малка маса (малко тегло), така че за бързото им придвижване е необходима много малко енергия. Те могат да се движат почти със скоростта на светлината, например като бета частици, и във вътрешните електронни обвивки на елементи с голям атомен номер.
Електроните участват в гравитационни, електромагнитни и слаби взаимодействия. Електромагнитната сила е най-силна в общи ситуации. Електроните се отблъскват (отдалечават) един от друг, защото имат еднакъв електричен заряд. Електроните се привличат към протоните, защото имат противоположен електричен заряд. Електронът има електрично поле, което описва тези сили. Електричеството, което захранва телевизори, двигатели, мобилни телефони и много други неща, всъщност е много електрони, които се движат по проводници или други проводници.
Описание
Електроните имат най-малкия електрически заряд. Този електрически заряд е равен на заряда на протона, но е с обратен знак. Поради тази причина електроните се привличат към протоните в атомните ядра. Това привличане кара електроните в близост до ядрото да образуват атом. Масата на електрона е около 1/1836 пъти по-голяма от тази на протона.
Един от начините да си представим разположението на електроните в атома е да си представим, че те обикалят на фиксирани разстояния от ядрото. По този начин електроните в атома съществуват в няколко електронни обвивки около централното ядро. На всяка електронна обвивка се дава номер 1, 2, 3 и т.н., като се започне от най-близката до ядрото (най-вътрешната обвивка). Всяка обвивка може да побере до определен максимален брой електрони. Разпределението на електроните в различните обвивки се нарича електронна подредба (или електронна форма, или форма). Електронната подредба може да бъде показана чрез номериране или електронна диаграма. (Друг начин да се мисли за разположението на електроните е да се използва квантовата механика, за да се изчислят техните атомни орбитали).
Електронът е един от видовете субатомни частици, наречени лептони. Електронът има отрицателен електрически заряд. Електронът има и друго свойство, наречено спин. Стойността на спина му е 1/2, което го прави фермион.
Повечето електрони се намират в атомите, но други се движат самостоятелно в материята или заедно като катодни лъчи във вакуум. В някои свръхпроводници електроните се движат по двойки. Когато електроните се движат, този поток се нарича електричество или електрически ток.
Обектът може да се опише като "отрицателно зареден", ако в него има повече електрони, отколкото протони, или като "положително зареден", когато в него има повече протони, отколкото електрони. Електроните могат да се движат от един обект към друг при допир. Те могат да бъдат привлечени към друг обект с противоположен заряд или отблъснати, когато и двата обекта имат еднакъв заряд. Когато даден обект е "заземен", електроните от заредения обект отиват в земята, което прави обекта неутрален. Именно това правят гръмоотводите (мълниеприемниците).
Химични реакции
Електроните в техните обвивки около атома са в основата на химичните реакции. Пълните външни обвивки с максимален брой електрони са по-малко реактивни. Външните обвивки с по-малко от максималния брой електрони са реактивни. Броят на електроните в атомите е в основата на химичната периодична таблица.
Измерване
Електрическият заряд може да се измери директно с устройство, наречено електрометър. Електрическият ток може да се измери директно с галванометър. Измерването с галванометър е различно от измерването с електрометър. Днес лабораторните уреди могат да съдържат и наблюдават отделни електрони.
"Виждане" на електрон
В лабораторни условия взаимодействието на отделните електрони може да се наблюдава с помощта на детектори на частици, които позволяват измерване на специфични свойства като енергия, спин и заряд. В един от случаите е използван капан на Пенинг, който задържа един електрон в продължение на 10 месеца. Магнитният момент на електрона беше измерен с точност до единадесет цифри, което през 1980 г. беше по-голяма точност, отколкото за която и да е друга физична константа.
Първите видеоизображения на разпределението на енергията на електрона са заснети от екип на университета в Лунд, Швеция, през февруари 2008 г. Учените използваха изключително кратки светлинни проблясъци, наречени атосекундни импулси, които позволиха за първи път да се наблюдава движението на електрона. Разпределението на електроните в твърдите материали също може да бъде визуализирано.
Античастици
Античастицата на електрона се нарича позитрон. Той е идентичен с електрона, но носи електрически и други заряди с обратен знак. Когато електрон се сблъска с позитрон, те могат да се разсеят един от друг или да се анихилират напълно, произвеждайки двойка (или повече) фотони гама-лъчи.
Моделът на Нилс Бор на атома. Три електронни обвивки около ядрото, като един електрон се придвижва от второто към първото ниво и освобождава фотон.
История на откриването му
Ефектът на електроните е бил известен много преди да бъде обяснен. Древните гърци са знаели, че триенето на кехлибар срещу кожа привлича малки предмети. Сега знаем, че триенето отделя електрони и това придава електрически заряд на кехлибара. Много физици са работили върху електрона. През 1897 г. Джей Джей Томсън доказва, че той съществува, но друг човек му дава името "електрон".
Моделът на електронния облак
Моделът разглежда електроните като заемащи неопределени позиции в дифузен облак около ядрото на атома.
Принципът на неопределеността означава, че човек не може да знае едновременно позицията на електрона и неговото енергийно ниво. Тези потенциални състояния образуват облак около атома. Потенциалните състояния на електроните в един атом образуват един-единствен, равномерен облак.
Свързани страници
- Позитрон
- Proton
- Неутрон
Въпроси и отговори
В: Какво представлява електронът?
О: Електронът е много малка частица от материята и е субатомна частица. Той не може да се разпадне на нищо по-малко и има отрицателен електрически заряд.
В: Кой е открил електрона?
О: Електронът е открит от Джей Джей Томсън през 1897 г.
В: Каква маса има електронът?
О: Електроните имат много малка маса или тегло, така че за бързото им движение е необходима много малко енергия.
В: В какви взаимодействия участват електроните?
О: Електроните участват в гравитационни, електромагнитни и слаби взаимодействия. Електромагнитната сила е най-силна в често срещани ситуации.
В: Как електроните си взаимодействат помежду си?
О: Електроните се отблъскват един от друг, защото имат еднакъв електричен заряд, но се привличат от протоните, защото те имат противоположни електрически заряди.
В: Какво захранва телевизорите, двигателите, мобилните телефони и много други неща?
О: Електричеството, което захранва тези устройства, всъщност е много електрони, които се движат по проводници или други проводници.
