Elektron je stabilní záporně nabitá složka atom. Elektrony existují mimo a obklopující atom jádro. Každý elektron nese jednu jednotku záporného náboje (1,602 x 10-19 coulomb) a má malý Hmotnost ve srovnání s a neutron nebo proton. Elektrony jsou mnohem méně masivní než protony nebo neutrony. Hmotnost elektronu je 9,10938 x 10-31 kg. To je asi 1/1836 hmoty protonu.
V pevných látkách jsou elektrony primárním prostředkem pro vedení proudu (protože protony jsou větší, obvykle vázané na jádro, a tak se obtížněji pohybují). V kapalinách jsou aktuálními nosiči častěji ionty.
Možnost elektronů předpovídal Richard Laming (1838-1851), irský fyzik G. Johnstone Stoney (1874) a další vědci. Termín “elektron” byl nejprve navrhnut Stoney v 1891, ačkoli elektron nebyl objeven dokud ne 1897, britským fyzikem J.J. Thomson.
Společným symbolem pro elektron je e-. Antičástice elektronu, která nese kladný elektrický náboj, se nazývá pozitron nebo antielektron a označuje se symbolem β-. Když dojde ke srážce elektronů a pozitronů, dojde k zničení obou částic a uvolnění paprsků gama.
Elektronická fakta
- Elektrony jsou považovány za typ elementární částice, protože nejsou složeny z menších součástí. Jsou to částice patřící do rodiny leptonů a mají nejmenší hmotnost jakéhokoli nabitého leptonu nebo jiné nabité částice.
- V kvantové mechanice jsou elektrony považovány za identické navzájem, protože k jejich rozlišení nelze použít žádnou vlastní fyzickou vlastnost. Elektrony si mohou vzájemně vyměňovat pozice, aniž by způsobily pozorovatelnou změnu v systému.
- Elektrony jsou přitahovány k pozitivně nabitým částicím, jako jsou protony.
- Zda má látka čistý elektrický náboj, je určeno rovnováhou mezi počtem elektronů a kladným nábojem atomových jader. Pokud existuje více elektronů než kladných nábojů, je materiál považován za záporně nabitý. Pokud existuje nadbytek protonů, je předmět považován za kladně nabitý. Pokud je počet elektronů a protonů vyvážený, je materiál považován za elektricky neutrální.
- Elektrony mohou existovat zdarma ve vakuu. Se nazývají volný, uvolnit elektrony. Elektrony v kovu se chovají, jako by byly volnými elektrony a mohou se pohybovat, aby vytvořily čistý tok náboje nazývaný elektrický proud. Když se elektrony (nebo protony) pohybují, vytváří se magnetické pole.
- Neutrální atom má stejný počet protonů a elektronů. Může mít proměnný počet neutronů (tvořící izotopy), protože neutrony nenesou čistý elektrický náboj.
- Elektrony mají vlastnosti jak částic, tak vln. Mohou být difrakční, jako fotony, ale mohou se navzájem srážet s ostatními částicemi, jako s jinou hmotou.
- Atomová teorie popisuje elektrony jako obklopující proton / neutronové jádro atomu ve skořápce. I když je teoreticky možné, aby byl elektron nalezen kdekoli v atomu, s největší pravděpodobností jej najde ve své skořápce.
- Elektron má rotační nebo vnitřní moment hybnosti 1/2.
- Vědci jsou schopni izolovat a zachytit jeden elektron v zařízení zvaném Penningova pasti. Při zkoumání jednotlivých elektronů vědci zjistili, že největší poloměr elektronů je 10-22 metrů. Pro většinu praktických účelů jsou elektrony považovány za bodové náboje, což jsou elektrické náboje bez fyzických rozměrů.
- Podle teorie vesmíru velkého třesku měly fotony během první milisekundy exploze dostatečnou energii, aby spolu reagovaly a vytvořily páry elektron-pozitron. Tyto páry se navzájem zničily a vyzařovaly fotony. Z neznámých důvodů přišlo období, kdy bylo více elektronů než pozitronů a více protonů než antiprotonů. Přežívající protony, neutrony a elektrony začaly spolu navzájem reagovat a tvořily atomy.
- Chemické vazby jsou výsledkem transferů nebo sdílení elektronů mezi atomy. Elektrony se používají také v mnoha aplikacích, jako jsou vakuové trubice, fotonásobiče, katoda paprsky, svazky částic pro výzkum a svařování a laser s volnými elektrony.
- Slova „elektron“ a „elektřina“ sledují jejich původ až po starověké Řeky. Starověké řecké slovo pro jantar bylo elektron. Řekové si všimli, že třením srsti jantarem způsobilo, že jantar přitahoval malé předměty. Toto je první zaznamenané experimentování s elektřinou. Anglický vědec William Gilbert razil termín „electricus“, aby odkazoval na tuto atraktivní vlastnost.