מסה אלקטרונית - סליל קטן וכבישים

אם אתה שואל 100 אנשים לומר זאתישנם שלושה חלקיקים בסיסיים ידועים, אז, כנראה, לא כל שם יהיה שם את כל שלוש, אבל אף אחד לא ישכח שם אלוף על הפופולריות - אלקטרון. הקטן ביותר, הקל ביותר בין חלקיקים הנושאים את המטען, בכל מקום ו ... לרוע המזל, "שלילי", הוא חלק מכל חומר על כדור הארץ וכבר הוא ראוי יחס מיוחד לעצמו. שמו של החלקיק שמקורו ביוון העתיקה מן המילה היוונית "ענבר" - חומר שהקדמונים אהבו בגלל יכולתו למשוך חפצים קטנים. לאחר מכן, כאשר המחקר של חשמל קיבל בקנה מידה גדול יותר, המונח "אלקטרון" החל מתכוון לא ניתן לחלוקה, ומכאן, היחידה הקטנה ביותר של תשלום.

חיי נצח של האלקטרון, כחלק בלתי נפרדהחומר, הוצגה על ידי קבוצה של פיסיקאים, בראשות JJ תומסון. ב -1897, כאשר חקרו את קרני הקתודה, הם קבעו כיצד מסה האלקטרונים מתייחסת למטענה, ומצא כי יחס זה אינו תלוי בחומר הקתודה. השלב הבא בהבנת טבעו של האלקטרון נעשה על ידי Becquerel בשנת 1900. בניסוי שלו הוכח כי קרני הבטא של רדיום גם לסטות בשדה חשמלי, ואת יחס המסה שלהם לחייב זהה קרני הקתודה. זה הפך הוכחה שאין לערער כי האלקטרון הוא "חתיכת עצמאית" של האטום של כל חומר. ואז, ב- 1909, הצליח רוברט מיליקן, בניסוי של טיפות שמן שנפלו בשדה חשמלי, למדוד את הכוח החשמלי המאזן את כוח הכבידה. עם זאת, הערך של היסודי היה ידוע. התשלום,

eo = - 1.602176487 (49) * 10-19 Cl.

זה היה מספיק כדי לחשב את המוני האלקטרון:

אני = 9,109,38215 (15) * 10-31kg.

נראה כי עכשיו יש סדר, הכל מאחורי, אבל זה היה רק ​​ההתחלה של דרך ארוכה לדעת את הטבע של האלקטרון.

במשך זמן רב הקיפאון של הפיזיקה עדיין לא היהמוכח, אבל יותר ויותר מתממשת הטבע דו-פרצופית של האלקטרון: תכונות מכניות הקוונטים שלה מציין את החלקיקים, ובניסויים על התערבות של אלומות אלקטרונים על סדקים מקבילים לידי ביטוי האופי גל. רגע האמת הגיע 1924, כאשר ברולי דה הראשונים נתנו את כל החומר, ואת האלקטרון, מדי, הגלי, הקרוי על שמו, וב 3 שנתי הפאולים הושלמו היווצרות המושגים הבסיסיים של מכניקת קוונטים המתארת ​​את טבע הקוונטים של חלקיקים. לאחר מכן, בתורו ארווין שרדינגר ופול דיראק - משלימים זה את זה, הם מצאו משוואות לתאר את המהות של האלקטרון שבו מסת האלקטרון לבין פלאנק של מתמיד, ערכי הקוונטים משתקפים גל מאפיינים דרך - תדירות ואורך גל.

כמובן, שכפול כזה של חלקיק אלמנטריהיו תוצאות מרחיקות לכת. עם הזמן, התברר כי המאפיינים של האלקטרון החופשי מחוץ לחומר (כדוגמא - קרדית קרדית) - זה לא אותו הדבר כמו אלקטרון בצורה של זרם חשמלי בגביש. עבור אלקטרון חופשי, המסה שלו ידועה כמו "שאר מסה של אלקטרון". האופי הפיזי של ההבדל בהמוני אלקטרון בתנאים שונים נובע מכך שהאנרגיה שלו תלויה ברוויה של המרחב שבו הוא נע עם השדה המגנטי. "פירוק" עמוק יותר מראה כי גודל השדה המגנטי של האלקטרונים הנעים במוליך, ליתר דיוק זרימת הזרם בחומר, אינו תלוי בגודל המטען של המפעילים הנוכחיים, אלא במסה שלהם. אבל, לעומת זאת, האנרגיה הספציפית של השדה המגנטי שווה לצפיפות האנרגיה הקינטית של המטענים המניעים, וצמיחת האנרגיה הזו שווה למעשה למסה המוגברת של נושאות המטען, שנקראת "מסה יעילה של האלקטרון". נקבע באופן אנליטי כי הוא גדול יותר מאשר המסה של האלקטרון החופשי בזמנים של / 2λ, כאשר המרחק בין המטוסים הגובל על המוליך, ו- λ הוא עומק שכבת העור של השדה המגנטי.

בפיסיקה של חלקיקים בסיסיים, המוני של אלקטרוןהוא אחד הקבועים התייחסות. הביוגרפיה של האלקטרון לא הסתיימה - הלימודים תמיד רלוונטיים ובביקושים, שבהם הוא משתתף חיוני. זה כבר זמן רב ברור כי למרות קטן, יסודי, ואת היקום בלעדיו - לא צעד אחד.