Elektrická hmota - malá cívka a silnice

Pokud se však zeptáte na 100 lidítam jsou tři známé elementární částice, pak asi ne všechny jmenují všechny tři, ale nikdo nezapomene jmenovat šampióna na popularitě - elektron. Nejmenší a nejlehčí mezi částicemi, které nesou náboj, všudypřítomné a ... bohužel "negativní", je součástí jakékoliv látky na Zemi a již si zaslouží zvláštní vztah k sobě samému. Název částice vznikl ve starověkém Řecku z řeckého slova "jantar" - materiálu, který se starci milovali kvůli své schopnosti přilákat malé předměty. Poté, kdy studie o elektřině získala větší měřítko, termín "elektron" začal znamenat nedělitelnou a tedy i nejmenší jednotku náboje.

Věčný život elektronu jako nedílnou součástlátka byla předložena skupinou fyziků, vedené JJ Thomsonem. V roce 1897 zkoumali katodové paprsky, zjistili, jak se elektronová hmota vztahuje k náboji a zjistila, že tento poměr nezávisí na katodovém materiálu. Dalším krokem v poznání povahy elektronu vyrobena Becquerel v roce 1900. V jeho experimentu, bylo prokázáno, že radium beta paprsky jsou vychýleny v elektrickém poli, a jejich poměr hmoty k náboji rovná katodových paprsků. To se stalo nesporným důkazem toho, že elektron je "samostatným dílem" atomu jakékoliv látky. A pak, v roce 1909, Robert Millikan v experimentu s olejových kapiček, které spadly do elektrického pole, byl schopen změřit elektrickou sílu, která vyvažuje sílu gravitace. Současně se stala známá hodnota elementární. nejméně, nabití:

eo = - 1,602176487 (49) * 10-19 Cl.

To stačilo k výpočtu hmotnosti elektronu:

me = 9,109,38215 (15) * 10-31 kg.

Zdá se, že teď je pořádek, všechno je za sebou, ale to byl jen začátek dlouhé cesty poznávání povahy elektronu.

Dlouhý úsek fyziky ještě nebylprokázáno, ale stále více prosazuje dva různé tváře elektronu: kvantových mechanických vlastností označuje částice, a v pokusech na rušení elektronových svazků na paralelních trhlin projevuje vlna povahy. Okamžik pravdy přišel v roce 1924, když Louis de Broglie nejprve obdařil veškerý materiál a elektron, také s vlnami jmenovanými jménem a o tři roky později Pauli dokončil tvorbu počátečních konceptů kvantové mechaniky, které popisují kvantovou povahu částic. Poté je na řadě Erwin Schrödinger a Paul Dirac - vzájemně doplňují, zjistili, že rovnice k popisu podstatu elektronu, v němž hmotnost elektronu a Planckova konstanta, kvantové hodnoty odražené vlny vlastnosti tím, - frekvence a vlnové délky.

Samozřejmě, taková duplicita elementární částicemělo dalekosáhlé důsledky. Časem se ukázalo, že vlastnosti volného elektronu mimo hmotu (jako katodové záření) - to není totéž jako elektron v podobě elektrického proudu v krystalu. Pro volný elektron, jeho hmotnost je známá jako "klidová hmotnost elektronu". Fyzická povaha rozdílu v hmotnostech elektronu za různých podmínek vyplývá ze skutečnosti, že jeho energie závisí na nasycení prostoru, ve kterém se pohybuje s magnetickým polem. Hlubší "demontáže" ukazují, že velikost magnetického pole elektronů pohybujících se ve vodiči, přesněji proudění proudu v hmotě, nezávisí na velikosti náboje proudových nosičů, ale na jejich hmotnosti. Ale na druhé straně se specifická energie magnetického pole rovná kinetické hustotě energie pohyblivých nábojů a růst této energie je ve skutečnosti ekvivalentní zvýšené hmotnosti nosičů náboje, která se nazývala "efektivní hmotnost elektronu". Bylo analyticky zjištěno, že je větší než hmotnost volného elektronu v čase / 2λ, kde a je vzdálenost mezi rovinami ohraničujícími vodič a λ je hloubka vrstvy pokožky magnetického pole.

Ve fyzice elementárních částic je hmotnost elektronuje jedna z referenčních konstant. Biografie elektronu nekončí - studie jsou vždy relevantní a v poptávce, kde je nepostradatelným účastníkem. Již dávno bylo jasné, že ačkoli je malý, elementární a vesmír bez něj - ani jediný krok.