Электрон – это стабильный отрицательно заряженный компонент атома. Электроны существуют вне ядра атома и окружают его. Каждый электрон несет одну единицу отрицательного заряда (1,602 x 10 -19 кулонов) и имеет небольшую массу по сравнению с массой нейтрона или протона. Электроны намного менее массивны, чем протоны или нейтроны. Масса электрона 9,10938 x 10 -31 кг. Это примерно 1/1836 массы протона.
В твердых телах электроны являются основным средством проведения тока (поскольку протоны больше по размеру и обычно связаны с ядро, и поэтому перемещать его труднее). В жидкостях носителями тока чаще являются ионы.
Возможность появления электронов была предсказана Ричардом Лэмингом (1838-1851), ирландским физиком Дж. Джонстоном Стони ( 1874 г.) и других ученых. Термин «электрон» впервые был предложен Стони в 1891 году, хотя электрон был открыт только в 1897 году британским физиком Дж. Дж. Дж. Томсон.
Обычный символ для электрона – e – . Античастица электрона, несущая положительный электрический заряд, называется позитроном или антиэлектроном и обозначается символом β – . Когда электрон и позитрон сталкиваются, обе частицы аннигилируют и испускаются гамма-лучи.
Электронные факты
- Электроны считаются разновидностью элементарных частиц, потому что они не состоят из более мелких компонентов. Они представляют собой тип частиц, принадлежащих к семейству лептонов, и обладают наименьшей массой любого заряженного лептона или другой заряженной частицы.
- В квантовой механике электроны считаются идентичными друг другу, потому что нет внутренних физическое свойство может использоваться, чтобы различать их. Электроны могут меняться местами друг с другом, не вызывая заметных изменений в системе.
- Электроны притягиваются к положительно заряженным частицам, таким как протоны.
- Независимо от того, чистый электрический заряд вещества определяется балансом между числом электронов и положительным зарядом атомных ядер. Если электронов больше, чем положительных зарядов, материал называется отрицательно заряженным. Если имеется избыток протонов, объект считается заряженным положительно. Если количество электронов и протонов уравновешено, материал называется электрически нейтральным.
- Электроны могут существовать свободно в вакууме. Их называют свободными электронами. Электроны в металле ведут себя так, как если бы они были свободными электронами, и могут двигаться, создавая чистый поток заряда, называемый электрическим током. Когда электроны (или протоны) движутся, создается магнитное поле.
- У нейтрального атома одинаковое количество протонов и электронов. Он может иметь переменное количество нейтронов (образующих изотопы), поскольку нейтроны не несут чистый электрический заряд.
- Электроны обладают свойствами как частиц, так и волн.. Они могут дифрагировать, как фотоны, но могут сталкиваться друг с другом и другими частицами, как другая материя.
- Атомная теория описывает электроны как окружающие протонное/нейтронное ядро атома оболочками. Хотя теоретически электрон можно найти где угодно в атоме, наиболее вероятно, что он находится в его оболочке.
- Электрон имеет спин или собственный угловой момент 1/2.
- Ученые способны изолировать и удерживать один электрон в устройстве, называемом ловушкой Пеннинга. Изучая отдельные электроны, исследователи обнаружили, что наибольший радиус электрона составляет 10 -22 метра. Для большинства практических целей предполагается, что электроны являются точечными зарядами, то есть электрическими зарядами без физических размеров.
- Согласно теории Вселенной Большого взрыва, фотоны имели достаточную энергию в пределах первой миллисекунды взрыв вступает в реакцию друг с другом с образованием электронно-позитронных пар. Эти пары аннигилировали друг друга, испуская фотоны. По неизвестным причинам пришло время, когда электронов было больше, чем позитронов, и больше протонов, чем антипротонов. Выжившие протоны, нейтроны и электроны начали реагировать друг с другом, образуя атомы.
- Химические связи являются результатом передачи или совместного использования электронов между атомами. Электроны также используются во многих приложениях, таких как вакуумные лампы, фотоэлектронные умножители, электронно-лучевые трубки, пучки частиц для исследований и сварки, а также лазер на свободных электронах.
- Слова «электрон» и «Электричество» ведут свое происхождение от древних греков. Древнегреческое слово для обозначения янтаря было электрон . Греки заметили, что натирание меха янтарем заставляет янтарь притягивать мелкие предметы. Это самый ранний зарегистрированный эксперимент с электричеством. Английский ученый Уильям Гилберт придумал термин «электрик» для обозначения этого привлекательного свойства.