Elektrons
Elektrons ir ļoti mazs vielas un enerģijas gabaliņš. Tā simbols ir e− . To 1897. gadā atklāja J. J. Thomsons.
Elektrons ir subatomāra daļiņa. Tiek uzskatīts, ka tā ir elementārā daļiņa, jo to nevar sadalīt sīkākās daļiņās. Tam ir negatīvs lādiņš, un tas var kustēties gandrīz ar gaismas ātrumu.
Elektroni piedalās gravitācijas, elektromagnētiskajā un vājā mijiedarbībā. Elektrība, kas darbina televizorus, motorus, mobilos tālruņus un daudzas citas lietas, patiesībā ir daudzi elektroni, kas pārvietojas pa vadiem vai citiem vadītājiem.
Apraksts
Elektroniem ir vismazākais elektriskais lādiņš. Šis elektriskais lādiņš ir vienāds ar protonu elektrisko lādiņu, bet tam ir pretēja zīme. Šā iemesla dēļ elektronus piesaista atomu kodolu protoni, un tie parasti veido atomus. Elektrona masa ir aptuveni 1/1836 reizes lielāka par protonu.
Viens no veidiem, kā domāt par elektronu izvietojumu atomos, ir iedomāties, ka tie riņķo noteiktā attālumā no kodola. Šādā veidā atoma elektroni atrodas vairākās elektronu čaulās ap centrālo kodolu. Katram elektronu apvalkam ir piešķirts numurs 1, 2, 3 utt., sākot ar to, kas atrodas vistuvāk kodolam (visdziļākais apvalks). Katrā čaulā var būt ne vairāk kā noteikts maksimālais elektronu skaits. Elektronu izvietojumu dažādās čaulās sauc par elektronu izvietojumu (jeb elektronu formu vai formu). Elektronisko izvietojumu var attēlot ar numerāciju vai elektronu diagrammu. (Cits veids, kā domāt par elektronu izvietojumu, ir izmantot kvantu mehāniku, lai aprēķinātu to atomu orbitāles).
Elektrons ir viena no subatomāro daļiņu grupām, ko sauc par leptoniem. Elektronam ir negatīvs elektriskais lādiņš. Elektronam piemīt vēl viena īpašība, ko sauc par spinu. Tā spina vērtība ir 1/2, kas to padara par fermionu.
Lielākā daļa elektronu atrodas atomos, bet citi pārvietojas patstāvīgi matērijā vai kopā kā katoda stari vakuumā. Dažos supravadītājos elektroni pārvietojas pāros. Kad elektroni plūst, šo plūsmu sauc par elektrību jeb elektrisko strāvu.
Objektu var raksturot kā "negatīvi lādētu", ja tajā ir vairāk elektronu nekā protonu, vai "pozitīvi lādētu", ja tajā ir vairāk protonu nekā elektronu. Pieskāriena laikā elektroni var pārvietoties no viena objekta uz otru. Tos var piesaistīt cits objekts ar pretēju lādiņu vai arī atgrūzt, ja abiem ir vienāds lādiņš. Kad objekts ir "iezemēts", elektroni no uzlādētā objekta nonāk zemē, padarot objektu neitrālu. Tā rīkojas zibensnovedēji (zibens novadītāji).
Ķīmiskās reakcijas
Ķīmisko reakciju pamatā ir atomu čaulās esošie elektroni. Pilnas ārējās čaulas ar maksimālo elektronu skaitu ir mazāk reaktīvas. Ārējās čaulas ar mazāk nekā maksimālo elektronu skaitu ir reaktīvas. Elektronu skaits atomos ir ķīmiskās periodiskās tabulas pamatā.
Mērījumi
Elektrisko lādiņu var tieši izmērīt ar ierīci, ko sauc par elektrometru. Elektrisko strāvu var tieši izmērīt ar galvanometru. Galvanometra mērījums atšķiras no elektrometra mērījuma. Mūsdienās laboratorijas instrumenti spēj saturēt un novērot atsevišķus elektronus.
"Redzot" elektronu
Laboratorijas apstākļos atsevišķu elektronu mijiedarbību var novērot, izmantojot daļiņu detektorus, kas ļauj izmērīt specifiskas īpašības, piemēram, enerģiju, spinu un lādiņu. Vienā gadījumā Penninga slazdā 10 mēnešus tika izmantots viens elektrons. Elektrona magnētiskais moments tika izmērīts ar vienpadsmit ciparu precizitāti, kas 1980. gadā bija lielāka precizitāte nekā jebkurai citai fizikālai konstantai.
Pirmos video attēlus ar elektronu enerģijas sadalījumu 2008. gada februārī uzņēma Lundas Universitātes komanda Zviedrijā. Zinātnieki izmantoja ārkārtīgi īsus gaismas uzplaiksnījumus, ko sauc par atosekundes impulsiem, kas pirmo reizi ļāva novērot elektronu kustību. Var arī vizualizēt elektronu sadalījumu cietos materiālos.
Anti-daļiņu
Elektrona antidaļiņu sauc par pozitronu. Tas ir identisks elektronam, bet tam ir pretējas zīmes elektriskie un citi lādiņi. Kad elektrons saduras ar pozitronu, tie var izkliedēties viens no otra vai pilnībā anihilēt, radot gamma staru fotonu pāri (vai vairākus).
Nīlsa Bora atoma modelis. Trīs elektronu čaulas ap kodolu, elektronam pārvietojoties no otrā līmeņa uz pirmo un atbrīvojot fotonu.
Tās atklāšanas vēsture
Elektronu iedarbība bija zināma ilgi pirms to varēja izskaidrot. Senie grieķi zināja, ka, berzējot dzintaru pret kažokādu, tiek piesaistīti mazi objekti. Tagad mēs zinām, ka berzes rezultātā tiek atdalīti elektroni, un tas dzintaram piešķir elektrisko lādiņu. Daudzi fiziķi pētīja elektronu. J. J. Tomsons 1897. gadā pierādīja, ka elektrons eksistē, bet cits cilvēks tam deva nosaukumu "elektrons".
Elektronu mākoņa modelis
Šajā modelī elektroni tiek uzskatīti par elektroniem, kas ieņem nenoteiktas pozīcijas izkliedētā mākonī ap atoma kodolu.
Nenoteiktības princips nozīmē, ka cilvēks nevar vienlaikus zināt elektrona pozīciju un enerģijas līmeni. Šie potenciālie stāvokļi veido mākoni ap atomu. Viena atoma elektronu potenciālie stāvokļi veido vienu vienotu mākoni.
Saistītās lapas
- Pozitrons
- Proton
- Neitronu
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir elektrons?
A: Elektrons ir ļoti mazs vielas gabaliņš, un tā ir subatomāra daļiņa. To nevar sadalīt sīkākās daļās, un tam ir negatīvs elektriskais lādiņš.
J: Kas atklāja elektronu?
A: Elektronu 1897. gadā atklāja J. J. Tomsons.
Jautājums: Cik liela masa ir elektronam?
A: Elektroniem ir ļoti maza masa jeb svars, tāpēc to ātrai kustībai ir nepieciešams ļoti maz enerģijas.
J: Kāda veida mijiedarbībās piedalās elektroni?
A: Elektroni piedalās gravitācijas, elektromagnētiskajā un vājā mijiedarbībā. Elektromagnētiskais spēks ir visspēcīgākais parastās situācijās.
J: Kā elektroni mijiedarbojas savā starpā?
A: Elektroni viens no otra atgrūžas, jo tiem ir vienāds elektriskais lādiņš, bet tos piesaista protoni, jo tiem ir pretēji elektriskie lādiņi.
J: Kas darbina televizorus, motorus, mobilos tālruņus un daudzas citas lietas?
A: Elektrība, kas darbina šīs ierīces, patiesībā ir daudz elektronu, kas pārvietojas pa vadiem vai citiem vadītājiem.
