Elektron
Elektron je zelo majhen delček snovi in energije. Njegov simbol je e− . Odkril ga je J. J. Thomson leta 1897.
Elektron je subatomski delec. Velja za elementarni delec, ker ga ni mogoče razgraditi na nič manjšega. Je negativno nabit in se lahko giblje skoraj s svetlobno hitrostjo.
Elektroni sodelujejo v gravitacijskih, elektromagnetnih in šibkih interakcijah. Elektrika, ki poganja televizorje, motorje, mobilne telefone in številne druge stvari, je pravzaprav veliko elektronov, ki se gibljejo po žicah ali drugih prevodnikih.
Opis
Elektroni imajo najmanjši električni naboj. Ta električni naboj je enak naboju protona, vendar ima nasprotno znamenje. Zato elektroni privlačijo protone atomskih jeder in običajno tvorijo atome. Elektron ima maso, ki je približno 1/1836-krat večja od mase protona.
Eden od načinov, kako razmišljati o lokaciji elektronov v atomu, je, da si predstavljamo, da krožijo na fiksnih razdaljah od jedra. Tako elektroni v atomu obstajajo v več elektronskih lupinah, ki obkrožajo osrednje jedro. Vsaka elektronska lupina ima številko 1, 2, 3 in tako naprej, začenši s tisto, ki je najbližje jedru (najbolj notranja lupina). Vsaka lupina lahko vsebuje največ določeno število elektronov. Razporeditev elektronov v različnih lupinah imenujemo elektronska razporeditev (ali elektronska oblika ali oblika). Elektronsko razporeditev lahko prikažemo s številčenjem ali elektronskim diagramom. (Drugačen način razmišljanja o razporeditvi elektronov je uporaba kvantne mehanike za izračun njihovih atomskih orbital.)
Elektron je eden od subatomskih delcev, ki se imenujejo leptoni. Elektron ima negativni električni naboj. Elektron ima še eno lastnost, ki se imenuje spin. Njegova vrednost spina je 1/2, zato je fermion.
Večina elektronov se nahaja v atomih, drugi pa se gibljejo samostojno v snovi ali skupaj kot katodni žarki v vakuumu. V nekaterih superprevodnikih se elektroni gibljejo v parih. Ko elektroni tečejo, se ta tok imenuje elektrika ali električni tok.
Predmet lahko označimo kot "negativno nabit", če je v njem več elektronov kot protonov, ali "pozitivno nabit", če je v njem več protonov kot elektronov. Elektroni lahko ob dotiku prehajajo z enega predmeta na drugega. Lahko se privlačijo k drugemu predmetu z nasprotnim nabojem ali odbijajo, če imata oba enak naboj. Ko je predmet "ozemljen", elektroni iz nabitega predmeta preidejo v zemljo, tako da postane predmet nevtralen. To počnejo strelovodi (strelovodi).
Kemijske reakcije
Elektroni v svojih lupinah okoli atoma so osnova kemijskih reakcij. Popolne zunanje lupine z največ elektroni so manj reaktivne. Zunanje lupine z manj kot največ elektroni so reaktivne. Število elektronov v atomih je osnova kemijskega periodnega sistema.
Merjenje
Električni naboj lahko neposredno izmerimo z napravo, imenovano elektrometer. Električni tok lahko neposredno izmerimo z galvanometrom. Meritev, ki jo odda galvanometer, se razlikuje od meritve, ki jo odda elektrometer. Danes lahko laboratorijski instrumenti vsebujejo in opazujejo posamezne elektrone.
Videnje elektrona
V laboratorijskih pogojih lahko interakcije posameznih elektronov opazujemo z detektorji delcev, ki omogočajo merjenje posebnih lastnosti, kot so energija, spin in naboj. V nekem primeru so v Penningovi pasti 10 mesecev zadrževali en sam elektron. Magnetni moment elektrona je bil izmerjen z enajstmestno natančnostjo, kar je bila leta 1980 večja natančnost kot za katero koli drugo fizikalno konstanto.
Prve video posnetke porazdelitve energije elektrona je februarja 2008 posnela ekipa z univerze Lund na Švedskem. Znanstveniki so uporabili izredno kratke bliskavice svetlobe, imenovane atosekundni impulzi, ki so prvič omogočili opazovanje gibanja elektrona. Tako je mogoče prikazati tudi porazdelitev elektronov v trdnih snoveh.
Proti delcem
Antidelec elektrona se imenuje pozitron. Ta je enak elektronu, vendar nosi električne in druge naboje nasprotnega predznaka. Ko elektron trči s pozitronom, se lahko razpršita drug od drugega ali pa popolnoma anihilirata, pri čemer nastane par (ali več) fotonov žarkov gama.
Model atoma Nielsa Bohra. Tri elektronske lupine okoli jedra, pri čemer se elektron premakne z drugega na prvi nivo in sprosti foton.
Zgodovina odkritja
Učinki elektronov so bili znani veliko prej, preden jih je bilo mogoče razložiti. Že stari Grki so vedeli, da drgnjenje jantarja ob krzno privlači majhne predmete. Zdaj vemo, da drgnjenje odriva elektrone, kar jantarju daje električni naboj. Z elektroni so se ukvarjali številni fiziki. J. J. Thomson je leta 1897 dokazal, da obstaja, vendar mu je ime "elektron" dal drug človek.
Model elektronskega oblaka
Ta model obravnava elektrone, ki imajo nedoločen položaj v razpršenem oblaku okoli jedra atoma.
Načelo negotovosti pomeni, da človek ne more poznati položaja elektrona in njegove energijske ravni hkrati. Ta potencialna stanja tvorijo oblak okoli atoma. Potencialna stanja elektronov v posameznem atomu tvorijo en sam enoten oblak.
Sorodne strani
- Pozitron
- Proton
- Nevtroni
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je elektron?
O: Elektron je zelo majhen delček snovi in je subatomski delec. Ne moremo ga razbiti na nič manjšega in ima negativni električni naboj.
V: Kdo je odkril elektron?
O: Elektron je leta 1897 odkril J. J. Thomson.
V: Kolikšno maso ima elektron?
O: Elektroni imajo zelo majhno maso ali težo, zato je za njihovo hitro gibanje potrebno zelo malo energije.
V: V kakšnih interakcijah sodelujejo elektroni?
O: Elektroni sodelujejo v gravitacijskih, elektromagnetnih in šibkih interakcijah. Elektromagnetna sila je najmočnejša v običajnih situacijah.
V: Kako elektroni vplivajo drug na drugega?
O: Elektroni se med seboj odbijajo, ker imajo enak električni naboj, privlačijo pa jih protoni, ker imajo nasprotni električni naboj.
V: Kaj poganja televizorje, motorje, mobilne telefone in številne druge stvari?
O: Elektrika, ki poganja te naprave, je pravzaprav veliko elektronov, ki se gibljejo po žicah ali drugih prevodnikih.
