ЭЛЕКТРОН


ЭЛЕКТРОН
ЭЛЕКТРОН

       
(символ е-, е), первая элем. ч-ца, открытая в физике; матер. носитель наименьшей массы и наименьшего электрич. заряда в природе. Э.— составная часть атомов; их число в нейтр. атоме равно ат. номеру, т. е. числу протонов в ядре. Заряд (е) и масса (mе) Э. равны:
е=- 4,803•10-10 ед. СГСЭ»-1,6•10-19 К, mе»0,91•10-27, г»0,511 МэВ.
Спин Э. равен 1/2 (в ед. ћ), и, следовательно, Э. подчиняются Ферми — Дирака статистике. Магн. момент Э. mе»-1,00116m0, где m0 — магнетон Бора. Э.— стабильная ч-ца и относится к классу лептонов.
Э. был открыт англ. физиком Дж. Дж. Томсоном в 1897. Назв. «Э.» (предложенное в 1891 ирл. физиком Дж. Стони для заряда одновалентного иона) происходит от греч. слова elektron — янтарь. Электрич. заряд Э. условились считать отрицательным в соответствии с более ранним соглашением называть отрицательным заряд наэлектризов. янтаря (см. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД). Античастица Э.— позитрон открыта в 1932.
Э. участвует в эл.-магн., слабом и гравитац. вз-ствиях. В классич. электродинамике Э. ведёт себя как ч-ца, движение к-рой подчиняется Лоренца — Максвелла уравнениям. Понятие «размер Э.» не удаётся сформулировать непротиворечиво, хотя величину r0=е2/mес2 = 10-11 см принято называть классич. радиусом Э. Причину этих затруднений удалось понять в рамках квант. механики. Согласно гипотезе франц. физика Л. де Бройля (1924), Э. (как и все др. матер. микрообъекты) обладает не только корпускулярными, но и волн. св-вами (см. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ). Де-бройлевская длина волны Э. l=2pћ/mеv, где v — скорость движения Э. В соответствии с этим, Э., подобно свету, могут испытывать интерференцию и дифракцию. Волн. св-ва Э. были экспериментально обнаружены в 1927 амер. физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером (см. ДИФРАКЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ).
Движение Э. подчиняется ур-ниям квант. механики: Шрёдингера уравнению для нерелятивистских явлений и Дирака уравнению — для релятивистских. Опираясь на эти ур-ния, можно показать, что оптич., электрич., магн., хим. и механич. св-ва в-в объясняются особенностями движения Э. Наличие спина существ. образом влияет на хар-р движения Э. в атоме. В частности, только учёт спина Э. в рамках квант. механики позволил объяснить периодич. систему элементов Д. И. Менделеева, а также природу хим. связи атомов в молекулах.
Э. могут рождаться в разл. реакциях, самыми известными из к-рых явл. распад отрицательно заряж. мюона: m- ®e-+v=e+vm, а также бета-распад нейтрона: n®p+e-+v=e. Последняя реакция явл. источником е- при радиоактивном распаде ядер. Оба процесса — частные случаи слабого взаимодействия. Примером эл.-магн. процессов, в к-рых происходят превращения Э., может служить аннигиляция эл-на и позитрона в два g-кванта: е-+е+®g+g. С 60-х гг. интенсивно изучаются процессы рождения адронов при столкновении эл-нов с позитронами (встречные пучки), напр. рождение пары p-мезонов: е-+е+®p-+p+ . В кон. 1974 в аналогичной реакции открыта новая элем. ч-ца J/y (см. МЕЗОНЫ СО СКРЫТЫМ ОЧАРОВАНИЕМ).
Релятивистская квант. теория Э.— квантовая электродинамика, в к-рой достигнуто прекрасное согласие с экспериментом. Так, вычисл. значение магн. момента Э.
ЭЛЕКТРОН
(где a»1/137 — тонкой структуры постоянная) с чрезвычайно высокой точностью совпадает с его эксперим. значением. Однако теорию Э. нельзя считать законченной, поскольку ей присущи внутр. логич. противоречия.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ЭЛЕКТРОН

-) - первая из открытых элементарных частиц, носитель отрицат. элементарного заряда е=1,6.10-19 К (4,8.10-10 единиц СГСЭ). Э.-самая лёгкая из всех заряж. элементарных частиц. Его масса т e5111-11.jpg9,1•10-28 г в 1836 раз меньше массы протона. Спин Э. равен 1/2 (в единицах 2p/h), и, следовательно, Э. подчиняются Ферми - Дирака статистике. Магнитный момент Э. m е5111-13.jpg е5111-14.jpg/(2m е с) = m Б (m Б- магнетон Бора). В пределах точности эксперимента Э.- стабильная частица. Его время жизни t>2•1022 лет.

Э. были открыты в 1897 Дж. Дж. Томсоном (J. J. Thomson), показавшим, что т. н. катодные лучи, возникающие при электрич. разряде в разреженных газах, представляют собой поток отрицательно заряженных частиц. Опытами по отклонению этих частиц в электрич. и магн. полях было установлено, что уд. заряд е/т для них примерно в 1837 раз больше, чем для ионов водорода. За частицами было закреплено назв. "электроны", предложенное ранее в 1891 Дж. Стони (G. Stoney) для обозначения элементарного заряда одновалентных ионов. Значение заряда Э. (близкое к современному) было получено Р. Милликеном (R. Millikan) в серии опытов 1910-14.

Э. играют важнейшую роль в строении окружающего нас вещества, образуя электронные оболочки атомов всех хим. элементов. Типичные размеры электронных оболочек атомов, определяемые квантовой спецификой поведения электронов в поле ядра, задаются в осн. значениями массы и заряда Э. и по порядку величины близки к т. н. боровс-кому радиусу 5111-15.jpg2 е е2 =5•10-9 см.

Характер размещения Э. в атомных оболочках и заполнения ими энергетич. уровней в существ. мере связан с наличием у них спина 1/2 и, следовательно, с действием Паули принципа, запрещающего нахождение двух электронов в одинаковом квантовом состоянии. Это ведёт к периодич. повторению свойств хим. элементов, открытому Д. И. Менделеевым (см. Периодическая система элементов). С наличием спина у Э. связаны, в частности, такие нетривиальные свойства ряда твёрдых тел, как ферромагнетизм, обусловливаемый выстраиванием спинов и связанных с ними магн. моментов у электронов соседних атомов, и сверхпроводимость, в основе к-рой лежит возможность образования в металлах при низких темп-pax слабо связанных пар Э. с противоположно ориентированными спинами (куперовские пары, см. Купера эффект).

Как элементарная частица Э. принадлежит к классу леп-тонов, т. е. обладает только эл.-магн. и слабым взаимодействием (и, естественно, гравитационным). Описание электромагнитного взаимодействия Э. даётся квантовой электродинамикой (КЭД). В 1929 в рамках КЭД был произведён первый расчёт сечения электродинамич. процесса комптоновского рассеяния у-квантов на Э. (см. Клейна - Нишины форму ла):g + е -5111-16.jpgg' + е -', к-рый дал прекрасное согласие с экспериментом. Важным элементом формализма КЭД явилось вторично-квантованное Дирака уравнение для Э. со спином 1/2. Из него следовало существование частицы с массой, равной массе Э., но с противоположным знаком заряда (античастицы Э.). Такая частица е + , названная позитроном, была обнаружена в 1932 в составе космич. лучей, что явилось блестящим подтверждением всей схемы КЭД.

За годы, прошедшие после открытия позитрона, аппарат КЭД был усовершенствован введением техники перенормировки, позволившей учитывать в теории более высокие порядки, и предсказания КЭД подверглись сравнению с экспериментом со всё возрастающей точностью. Во всех случаях расхождений обнаружено не было. В частности, с рекордной точностью были рассчитаны и измерены т. н. лэмбовский сдвиг уровней в атоме водорода и магн. момент Э. С учётом высших поправок теории магн. момент Э. me =1,00116 m Б.

Один из важных выводов, вытекающий из проверок КЭД, связан с размерами Э. КЭД предполагает Э. точечным. Ни в одном эффекте расхождения с этим допущением обнаружено не было. Физически это означает, что размеры Э. меньше 10-16 см. Наилучшая точность проверки была достигнута в чисто электродинамич. процессе е +-5111-17.jpg2g.

Слабое взаимодействие Э. при энергиях, меньших 100 ГэВ в системе центра масс, описывается феноменоло-гич. четырёхфермионной теорией; при энергиях, больших 100 ГэВ в системе центра масс,- теорией электрослабого взаимодействия. Характерные примеры слабого взаимодействия с участием Э.:

5111-18.jpg

При рассмотрении слабого взаимодействия Э. следует приписать дополнительную сохраняющуюся величину - электронное лептонное число. Такое же лептонное число имеет электронное нейтрино v е. В рамках точности совр. эксперимента электронное лептонное число сохраняется. Это означает, что допустим, напр., процесс е -5111-19.jpgn + ve, но невозможен процесс е -5111-20.jpgm-+р или процесс m-5111-21.jpgе - +g. Природа сохранения электронного лептонного числа пока не понята и явится предметом дальнейших исследований. Наиб. вероятно, что указанный закон сохранения не является строгим, но характер и степень его нарушения предстоит ещё выяснить. Возможно, это прольёт новый свет на свойства Э. А. А. Комар.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Синонимы:

Смотреть что такое "ЭЛЕКТРОН" в других словарях:

  • Электрон (КА) — У этого термина существуют и другие значения, см. Электрон (значения). «Электрон 2» «Электрон» серия из четырёх советских искусственных спутников Земли, запущенных в 1964 году. Цель …   Википедия

  • Электрон — (Новосибирск,Россия) Категория отеля: 3 звездочный отель Адрес: 2 ой Краснодонский Переулок …   Каталог отелей

  • Электрон — (Москва,Россия) Категория отеля: 2 звездочный отель Адрес: Проспект Андропова 38 строение 2 …   Каталог отелей

  • Электрон — (e , e) (от греческого elektron янтарь; вещество, легко электризующееся при трении), стабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом e=1,6´10 19 Кл и массой 9´10 28 г. Относится к классу лептонов. Открыт английским физиком… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОН — (е е ), стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2, массой ок. 9.10 28 г и магнитным моментом, равным магнетону Бора; относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях.… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОН — (обозначение е), устойчивая ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА с отрицательным зарядом и массой покоя 9,1310 31 кг (что составляет 1/1836 от массы ПРОТОНА). Электроны были обнаружены в 1879 г. английским физиком Джозефом Томсоном. Они движутся вокруг ЯДРА,… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • электрон — сущ., кол во синонимов: 12 • дельта электрон (1) • лептон (7) • минерал (5627) • …   Словарь синонимов

  • ЭЛЕКТРОН — искусственный спутник Земли, созданный в СССР для изучения радиационных поясов и магнитного поля Земли. Запускались парами один по траектории, лежащей ниже, а другой выше радиационных поясов. В 1964 запущено 2 пары Электронов …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОН — ЭЛЕКТРОН, элктрона, муж. (греч. elektron янтарь). 1. Частица с наименьшим отрицательным электрическим зарядом, образующая в соединении с протоном атом (физ.). Движение электронов создает электрический ток. 2. только ед. Легкий магниевый сплав,… …   Толковый словарь Ушакова

  • ЭЛЕКТРОН — ЭЛЕКТРОН, а, м. (спец.). Элементарная частица с наименьшим отрицательным электрическим зарядом. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

Книги

  • Электрон. Энергия Космоса, Ландау Лев Давидович, Китайгородский Александр Исаакович. Книги лауреата Нобелевской премии Льва Ландау и Александра Китайгородского - тексты, переворачивающие обывательское представление об окружающем мире. Большинство из нас, постоянно сталкиваясь… Подробнее  Купить за 544 руб
  • Электрон Энергия космоса, Ландау Л., Китайгородский А.. Книги лауреата Нобелевской премии Льва Ландау и Александра Китайгородского тексты, переворачивающие обывательское представление об окружающем мире. Большинствоиз нас, постоянно сталкиваясь с… Подробнее  Купить за 479 руб
  • Электрон. Энергия Космоса, Ландау Лев Данилович. Книги лауреата Нобелевской премии Льва Ландау и Александра Китайгородского — тексты, переворачивающие обывательское представление об окружающем мире. Большинство из нас, постоянно сталкиваясь… Подробнее  Купить за 382 руб
Другие книги по запросу «ЭЛЕКТРОН» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.