Masă electronică - bobină mică și drumuri

Dacă întrebați 100 de persoane pentru a spune cel puțin trei particule elementare cunoscute, probabil că nu toți vor numi toți trei, dar nimeni nu va uita să numească campionul de popularitate - electron. Cel mai mic și mai ușor dintre particulele încărcate, omniprezent și helipip, din păcate, "negativ", face parte din orice substanță de pe Pământ și merită deja o relație specială cu ea însăși. Numele particulei a provenit din Grecia Antică din cuvântul grecesc "chihlimbar" - un material pe care anticii l-au iubit din cauza capacității sale de a atrage obiecte mici. Apoi, atunci când studiul energiei electrice a primit o scară mai mare, termenul "electron" a început să însemne o indivizibilă și, prin urmare, cea mai mică unitate de încărcare.

Viața veșnică a unui electron, ca parte integrantă a materiei, a fost prezentată de un grup de fizicieni, condusă de JJ Thomson. In anul 1897 au fost de instrumentare razele catodice, definite ca fiind adevărate masă la încărcare electronică, și am constatat că acest raport nu depinde de materialul catodic. Următorul pas în cunoașterea naturii electronului a făcut Becquerel în 1900. În experimentul său, sa dovedit că razele radiu beta sunt de asemenea deviate într-un câmp electric, iar masa lor-to-taxa raport egal cu razele catodice. Aceasta a devenit o dovadă incontestabilă că electronul este o "piesă independentă" a atomului oricărei substanțe. Și apoi, în 1909, Robert Milliken în experimentul cu picături de ulei care a căzut în câmpul electric, a fost capabil să măsoare forța electrică care echilibrează forța gravitației. În acel moment, valoarea elementului elementar a devenit cunoscută. cel puțin, încărcare:

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

Acest lucru era suficient pentru a calcula masa electronului:

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

Se pare că acum există ordine, totul este în urmă, dar acesta a fost doar începutul unui drum lung de cunoaștere a naturii electronului.

Pentru o lungă perioadă de timp fizica impas acesta nu a fost încă dovedită, dar se afirmă natura mai mult cu două fețe ale electronului: proprietățile sale cuantice mecanice indică particula, și în experimente pe interferența de fascicule de electroni pe fisuri paralele manifesta natura val. Momentul adevărului a venit în 1924, când prima de Broglie a dat toate materialele, și electronul, de asemenea, valuri, numit după el, și în 3 ani Pauli a finalizat formarea conceptelor de bază ale mecanicii cuantice care descriu natura cuantică a particulelor. Apoi a venit rândul Erwin Schrödinger și Paul Dirac - se completează reciproc, au găsit ecuații pentru a descrie esența electronului în care masa de electroni și constanta lui Planck, valorile cuantice reflectate val caracteristici prin - frecvența și lungimea de undă.

Desigur, o astfel de duplicitate a unei particule elementare a avut consecințe foarte importante. De-a lungul timpului, a devenit clar faptul că caracteristicile unui material liber în afara materiei (ca exemplu - raze catodice) - nu este același lucru ca un electron sub forma unui curent electric într-un cristal. Pentru un electron liber, masa sa este cunoscută drept "masa de odihnă a unui electron". Natura fizică a diferenței dintre masele unui electron în condiții diferite derivă din faptul că energia sa depinde de saturație câmp magnetic spațiul în care se mișcă. "Dezasamblarea mai adâncă" arată că magnitudinea câmpului magnetic al electronilor care se deplasează în conductor, mai precis fluxul de curent în materie depinde nu de mărimea încărcăturii transportoarelor actuale, ci de masa lor. Dar, pe de altă parte, energia specifică a câmpului magnetic este egală cu densitatea energiei cinetice a încărcăturilor în mișcare, iar creșterea acestei energii este de fapt echivalentă cu masa mărită a purtătorilor de sarcină, numită "masa efectivă a electronului". S-a determinat în mod analitic că este mai mare decât masa electronului liber într-un timp de 2 lambda, unde a este distanța dintre planurile care leagă conductorul, lambda - este adâncimea stratului de piele al câmpului magnetic.

În fizică particule elementare masa unui electron este una dintre constantele de referință. Biografia electronului nu sa încheiat - studiile sunt întotdeauna relevante și în cerere, unde este un participant indispensabil. De mult timp a fost clar că, deși mic, elementar și universul fără ea - nu este un singur pas.