Elektrontömeg - kis orsó és utak

Ha 100 embert kér, akkor mondja meghárom ismert elemi részecske van, akkor valószínűleg nem mindegyik fogja megnevezni mind a háromat, de senki nem fogja elfelejteni a bajnok nevét a népszerűségre - elektronra. A legkisebb, legkevésbé a töltést hordozó részecskék között, mindenütt jelenlévő és ... sajnos "negatív", a Föld bármely anyagának része, és máris különleges kapcsolatot kíván magában. A részecske neve eredetileg az ókori Görögországból származott a görög "borostyánsárga" szóból - olyan anyag, amelyet az ókoriak azért szerettek, mert képes kis tárgyak vonzására. Aztán, amikor a villamos energia tanulmányozása nagyobb léptékben megtörtént, az "elektron" kifejezés kezdetben oszthatatlan, és ezáltal a legkisebb töltésegységet jelent.

Az elektron örök életét, mint szerves részétanyagot egy fizikus csoport vezetett be, amelyet JJ Thomson vezetett. 1897-ben a katódsugarakat vizsgálva meghatározták, hogy az elektrontömeg hogyan kapcsolódik a töltéséhez, és megállapította, hogy ez az arány nem függ a katód anyagtól. A következő lépés az elektron természetének megértésében Becquerel 1900-ban készült. Kísérletében bebizonyosodott, hogy a radium béta-sugarai is eltérnek az elektromos térben, és a tömeg és a töltés aránya megegyezik a katódsugarakkal. Ez vitathatatlan bizonyítékká vált, hogy az elektron egy "atom független" darabja. És akkor 1909-ben Robert Milliken egy elektromos mezőben eső cseppecskékkel végzett kísérlet során képes volt mérni a gravitációs erő kiegyensúlyozó erejét. Abban az időben vált ismertté az elemi érték értéke. legkevésbé, töltés:

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

Ez elegendő volt az elektron tömegének kiszámításához:

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

Úgy tűnik, hogy most van rend, minden mögött van, de ez csak egy hosszú út volt az elektron természetének ismeretében.

Hosszú ideig a fizika holtpontja még nem voltbizonyított, de egyre inkább érvényesülését kétarcú jellegét az elektron: a kvantum mechanikai tulajdonságait jelzi a részecske, és a kísérletek az interferenciát a elektronsugarak a párhuzamos repedések nyilvánul hullám természet. Az igazság pillanata jött 1924-ben, amikor az első de Broglie adta az összes anyagot, és az elektron is, a hullámok, a róla elnevezett, és 3 év alatt Pauli befejezte a kialakulását az alapvető fogalmak kvantummechanika leíró kvantum természetének részecskéket. Ezután, a turn Erwin Schrödinger és Paul Dirac - egymást kiegészítve, úgy találták, egyenletek, hogy leírja a lényege az elektron, amelyben az elektron tömegét és Planck állandó, a kvantum értékek visszavert hullám jellemzői révén - a frekvencia és hullámhossz.

Természetesen egy ilyen elemi részecske duplikájavolt messzire ható következménye. Idővel világossá vált, hogy a szabadon kívüli anyag (pl. Katódsugarak) jellemzői - ez nem ugyanaz, mint egy elektron kristályos elektromos áram formájában. Szabad elektron esetében a tömegét az elektron "pihenő tömegének" nevezik. Az elektron tömegének különbségeinek fizikai jellege különböző körülmények között abból fakad, hogy az energiája attól függ, hogy a tér mágneses térrel telítetlenül van-e. A mélyebb "szétszerelések" azt mutatják, hogy a vezetéken mozgó elektronmágneses tér nagysága, pontosabban az áram áramlása, nem függ a jelenlegi hordozók töltetének nagyságától, hanem a tömegétől. Másrészt viszont a mágneses tér specifikus energiája megegyezik a mozgó töltések kinetikus energiasűrűségével, és ennek az energiának a növekedése valójában egyenértékű a töltőhordozók nagyobb tömegével, amelyet "az elektron tényleges tömegének" neveznek. Analitikusan meghatároztuk, hogy nagyobb, mint a szabad elektron tömege / 2λ-szor, ahol a a vezető határoló síkjai közötti távolság, és λ a mágneses mező bőrrétegének mélysége.

Az elemi részecskék fizikájában egy elektron tömegeaz egyik referencia-állandó. Az elektron biográfiája nem ér véget - a tanulmányok mindig relevánsak és igényesek, ahol nélkülözhetetlen résztvevő. Régóta világos, hogy bár kicsi, elemi, és a világegyetem nélkül - nem egyetlen lépés.