אלקטרון
חלקיק תת-אטומי / ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
אֵלֶקְטְרוֹן (סימול: e-) הוא חלקיק יסודי תת-אטומי. במבנה האטום הבסיסי, האלקטרונים מקיפים את גרעין האטום, המכיל את הפרוטונים והנייטרונים. מטענו החשמלי של האלקטרון שלילי, ושווה בגודלו לזה של הפרוטון. מסת המנוחה שלו קטנה ביחס למסת הפרוטון (יחס של כ-1⁄1836). האלקטרון נחשב לחלקיק יסודי, כלומר, לא ידוע על קיום מבנה פנימי שלו. האלקטרון הוא לפטון מהדור הראשון. לאלקטרון יש ספין שערכו ħ⁄2, ועל כן הוא פרמיון, חלקיק המציית לעקרון האיסור של פאולי.
יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי. חסרים היבטים לרבות היסטוריה של גילוי האלקטרון וטיבו, הגילוי כי האלקטרון אינו נע סביב הגרעין ככוכב לכת, הקשר בין אלקטרון פוטון ופוזיטרון,QED. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה. | |
אורביטלים אלקטרוניים ראשונים של אטום מימן, הנראים כקווים מצטלבים במפת חום המתארת את צפיפות ההסתברות | |
מידע כללי | |
---|---|
הרכב | חלקיק יסודי |
סטטיסטיקה | פרמיון |
קבוצת שיוך | לפטון |
דור | ראשון |
אנטי-חלקיק | פוזיטרון |
סמל |
e e- β- |
תכונות | |
מסת מנוחה |
9.10938356×10-31 kg 0.5109989461 MeV/c2 |
מטען חשמלי |
-1.602176634×10-19 C -1 e |
ספין | 1⁄2 ħ |
מספר לפטוני | 1 |
מספר באריוני | 0 |
מטען צבע | 0 |
אינטראקציות | אלקטרומגנטיות, הכוח החלש, כבידה |
אורך חיים | יציב |
היסטוריה | |
נצפה? | כן |
תאריך גילוי | 1897 |
מגלה | ג'יי ג'יי תומסון |
ניסוי | תצפית על פעולת שפופרת קרן קתודית |
מוסד | מעבדת קוונדיש של אוניברסיטת קיימברידג' |
הכרה | פרס נובל לפיזיקה לשנת 1906 |
מוליכות חשמלית במוצקים ובכללם במוליכים מתכתיים בהם ההולכה יעילה במיוחד, נעשית על ידי זרימה של אלקטרונים. אלקטרונים בעלי קשר חלש לגרעין האטום המסוגלים לעבור מאטום לאטום בהשקעה קטנה יחסית של אנרגיה ועל כן לזרום בקלות יחסית דרך המוצק תחת השפעת מתח חשמלי, נקראים אלקטרונים חופשיים.
במכניקת הקוונטים, האלקטרון מתואר על ידי משוואת דיראק. במודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, הוא יוצר זוג יחד עם נייטרינו אלקטרוני, תוך שהם מגיבים דרך הכוח הגרעיני החלש. לאלקטרון שני בני משפחה בעלי אותו מטען חשמלי: המיואון והטאו, אך מסותיהם של בני משפחה אלה גבוהות בהרבה.
המערך האלקטרוני של אטומים ומולקולות משפיע רבות על התכונות הכימיות של החומר. אלקטרונים הם אלו המשמשים בקשרים הבין-אטומיים והבין-מולקולריים שבחומר ורוב התגובות הכימיות בין חומרים מתרחשות באמצעות פעילותם של אלקטרונים.
אלקטרונים עשויים להיווצר בהתפרקות בטא של איזוטופים רדיואקטיביים ובהתנגשויות באנרגיה גבוהה, למשל, כאשר קרינה קוסמית חודרת לאטמוספירה.
האנטי-חלקיק של האלקטרון הוא הפוזיטרון. לפוזיטרון ספין ומסה שווים לאלה של האלקטרון, בעוד מטענו החשמלי חיובי, כלומר, נגדי לזה של האלקטרון. כשאלקטרון ופוזיטרון נפגשים, הם מאיינים זה את זה, תוך שחרור שני פוטונים בכיוונים מנוגדים, שלכל אחד מהם אנרגיה של 510,998.9461 eV/c2, כלומר, אנרגיה בתחום של קרינת גמא. אנרגיה זו שווה למסת המנוחה של האלקטרון. בתהליך כזה, שחרור של פוטון אחד איננו אפשרי, משום שהוא יהיה מנוגד לחוק שימור התנע. תגובה זו נבדקה בניסויים בתאי ערפל והיא מתרחשת לעיתים קרובות במאיצי חלקיקים ובניסויים אחרים של פיזיקת חלקיקים.
על פי הערכות מודרניות, מספר האלקטרונים ביקום הנצפה הוא כ-1079.