Kas yra elektronas? Masės ir užpildo kiekį elektronų

Elektronų - pagrindinė dalelių, vienas iš tų, kurie yra struktūrinių padalinių klausimu. Pagal klasifikaciją yra Fermion (dalelių su puse-neatsiejama nugaros, pavadintas po to, kai fizikas Enrico Fermi) ir leptonus (dalelių, kurių pusė-sveikasis skaičius nugaros, nedalyvauja stiprios sąveikos, vieną iš keturių pagrindinių fizikos). Barionas skaičius elektronų yra nulis, o taip pat kitų Leptonas.

Iki šiol buvo manoma, kad elektronų - elementarus, kad yra nedalomas, kurie neturi dalelių struktūrą, tačiau mokslininkai turi kitą nuomonę ir šiandien. Kas yra elektronų pateikus šiuolaikinės fizikos?

Istorija pavadinimas

Net senovės Graikijoje gamtininkų pastebėjau, kad gintaras, iš anksto trinamas su kailiu, pritraukia mažus objektus, ty eksponatų elektromagnetines savybes. Elektronų vardą, gautą iš Graikijos ἤλεκτρον, kuris reiškia "Amber". Terminas pasiūlė George. Stoney 1894, nors dalelė buvo atrasta J .. Thompson 1897. Tai buvo sunku rasti tai priežastis yra maža masė ir krūvis elektronų tapo rasti lemiamą patirtį. Pirmieji Nuotraukos dalelių buvo Charles Wilson su specialiu kamera, kuri yra naudojama net šiuolaikinių eksperimentų ir pavadintas jo garbei.

Įdomus faktas yra tas, kad vienas iš elektrono atidarymo prielaidų yra Benjamin Franklin posakis. 1749 jis sukūrė hipotezę, kad elektros energijos - medžiaga medžiagą. Būtent jo darbai iš pradžių buvo naudojamas tokie terminai kaip teigiamų ir neigiamų mokesčius, kondensatorių, baterija ir elektros dalelių. Konkretus mokestis elektronų yra laikoma neigiama, o protonų - teigiamas.

Elektrono atradimo

1846, iš kurio "atomo elektros" koncepcija buvo naudojamas jo kūrinių, vokiečių fizikas Wilhelm Weber. Maykl Faradey atrado sąvoką "jonų", kuris dabar yra, ko gero, žinome visi dar mokykloje. Elektros pobūdžio klausimas dalyvavo daug žymių mokslininkų, pavyzdžiui, vokiečių fizikas ir matematikas Julius Plucker, Zhan Perren, anglų fizikas Uilyam Kruks, Ernest Rutherford ir kt.

Taigi, prieš Dzhozef Tompson sėkmingai baigė garsiąją eksperimentą ir įrodė dalelės egzistavimą mažesnis nei atomo, o lauko darbams daugelio mokslininkų ir atradimą būtų neįmanoma, jie nepadarė šio milžinišką darbą.

1906, Dzhozef Tompson gavo Nobelio premiją. Patirtis buvo taip: per lygiagrečių metalinių plokščių elektros lauko, buvo praėjo katodinius sijos. Tada jie būtų padaręs tą patį kelią, bet per ritė sistema sukurti magnetinį lauką. Thompson nustatė, kad kai elektrinis laukas atrėmė sijas, ir tas pats pastebėta su magnetiniu veiksmų, tačiau sijos katodinių spindulių trajektorija nesikeičia, jeigu jie veikė abu šiuos laukus tam tikromis proporcijomis, kurios priklauso nuo dalelių greičio.

Po skaičiavimų Thompsonas sužinojo, kad šių dalelių greitis yra žymiai mažesnis už šviesos greitį, o tai reiškė, kad jie turi masę. Iš šio fizikos taško atėjau manyti, kad atvira dalelių materija įtraukti į atomų, kurie vėliau patvirtino Rutherford. Jis pavadino jį "planetinis modelis atomo".

Paradoksai Kvantinė pasaulyje

Iš to, kas yra elektronų sudėtinga pakankamai, bent jau šio mokslo raidos etape klausimas. Prieš svarstant jį, jums reikia kreiptis į vieną iš kvantinės fizikos, kad net mokslininkai negali paaiškinti paradoksų. Tai garsaus dviejų plyšio eksperimentas, paaiškindamas dvigubą prigimtį elektronų.

Jo esmė yra ta, kad prieš "ginklą", šaudymo daleles, nustatyti rėmo su vertikalios stačiakampio atidarymo. Už jos yra siena, ant kurios bus laikomasi pėdsakų hitai. Taigi, pirmiausia turite suprasti, kaip materija elgiasi. Paprasčiausias būdas pamatyti, kaip pradėti mašina teniso kamuoliukus. Dalis karoliukai patenka į skylę, ir sienos rezultatus pėdsakai pridėtinės vienoje vertikalioje juostoje. Jei tam tikru atstumu pridėti dar tą pačią skylę pėdsakai sudarys atitinkamai dvi juostas.

Bangos taip pat elgiasi kitaip tokioje situacijoje. Jei siena parodys pėdsakus susidūrus su banga, per vieną atidarymo juosta atveju bus taip pat vienas. Tačiau viskas keičiasi į dviejų plyšių atveju. Bangos, einančios per skyles, padalintas per pusę. Jei vieno bangos viršūnės atitinka svetimo dugną, jie panaikina vienas kitą, ir trukdžių modelio (keli vertikalios juostos) bus rodomas ant sienos. Vietoje bangų susikirtimo paliks ženklą, ir kur ten buvo abipusis aušinimas, Nr.

nuostabi atradimas

Su pirmiau eksperimento pagalba, mokslininkai gali aiškiai įrodyti pasauliui tarp dydţio ir klasikinės fizikos skirtumą. Kai jie pradėjo šaudyti elektronų sieną, paprastai pasireiškia vertikalioje ženklo ant jo: kai dalelės kaip teniso kamuoliukas nukrito į tarpą, o kai kurie ne. Bet, kad visi pasikeitė, kai buvo antra skylė. Ant sienos atskleidė trukdžių modelio! Pirma Fizika nusprendė, kad elektronai trukdyti viena kitai ir nusprendė leisti juos po vieną. Tačiau po poros valandų (greitis judančių elektronų vis dar gerokai mažesnis nei šviesos greičiu) vėl pradėjo rodyti trukdžių modelis.

netikėtas posūkis

Elektroninės, kartu su tam tikrų kitų dalelių, pavyzdžiui, fotonų, pasižymi bangos-dalelės dvilypumą (taip pat naudoja terminas "kvantinio bangų dualizmo"). Kaip katės Schrödinger, kad abu gyvi ir mirę, elektronų valstybė gali būti tiek Corpuscular ir bangų.

Tačiau kitas žingsnis šio eksperimento sukėlė dar daugiau paslapčių: pagrindinis dalelių, kurios atrodė, kad viską žinai, pateikė neįtikėtiną staigmeną. Fizikai nuspręsti įdiegti skyles Apimties prietaisas užrakinti, per kurį pjaustė dalelių yra, ir kaip jie pasireiškia kaip bangos. Bet kaip tik ji buvo įdėti stebėsenos mechanizmą ant sienos buvo tik du juostos, atitinkantys dvi skyles, o ne kišimasis modelis! Kuo greičiau "šešėliai" išvalyti, dalelių vėl pradėjo rodyti bangų savybes, jei ji žinojo, kad ji jau buvo niekas nemato.

kita teorija

Fizikas Gimė pasiūlė, kad dalelė neturi virsti bangos tiesiogine prasme. Elektron "yra" tikimybės bangą, kad ji suteikia interferencinį modelis. Šios dalelės turi galimybę superpozicija turtą, ty jie gali būti bet kurioje vietoje tam tikra tikimybe, todėl jie gali lydėti tokia "banga".

Nepaisant to, rezultatas yra akivaizdus: vien buvimas stebėtojo įtakos eksperimento rezultatams. Atrodo neįtikėtina, tačiau tai ne vienintelis pavyzdys tokio pobūdžio. Fizika Eksperimentai buvo atliekami ant didelės dalies motinos, kai segmento objektas buvo ploniausias aliuminio folija. Mokslininkai pastebėjo, kad vien faktas, kad kai kurie matavimai įtakos objekto temperatūrą. Šių reiškinių jie paaiškina gamta dar galioja.

struktūra

Bet kas yra elektronas? Šiuo metu šiuolaikinis mokslas negali atsakyti į šį klausimą. Iki šiol buvo manoma, nedalomus pagrindines daleles, tačiau dabar mokslininkai yra linkę manyti, kad jis yra sudarytas iš net mažesnių struktūrų.

Konkretus mokestis elektronų taip pat laikomas pagrindinis, bet dabar atviros kvarkai su trupmeninės mokestį. Yra keletas teorijų apie tai, kas yra elektroną.

Šiandien matome straipsnį, kuriame teigiama, kad mokslininkai galėjo padalinti elektroną. Tačiau tai tik iš dalies tiesa.

naujų eksperimentai

Sovietų mokslininkai atgal į praėjusio šimtmečio devintajame dešimtmetyje buvo manoma, kad elektronų, gali būti suskirstyti į tris Quasiparticles. 1996 jis sugebėjo jį padalyti į spinon ir Holon, o neseniai fizikas L. Van den Brink ir jo komanda buvo suskirstyta į dalelių spinon ir orbiton. Tačiau padalijimas yra įmanoma pasiekti tik ypatingomis aplinkybėmis. Eksperimentas gali būti atliekamas sąlygomis itin žemoms temperatūroms.

Kai elektronai yra "kietas" absoliučiam nuliui, kuris yra apie -275 laipsnių Celsijaus, tai beveik sustoti ir forma tarp jų daug klausimu natūra, jei sujungti į vieną dalelę. Esant tokioms aplinkybėms, ir fizikai gali stebėti Quasiparticles, kurios "yra" elektronas.

vežėjai informacija

Elektronų spindulys yra labai mažas, jis yra lygus ^2.81794. 10 ^-13 cm, bet paaiškėja, kad jos komponentai turi daug mažesnį dydį. Kiekvienas iš trijų dalių, į kurią pavyko "skaldyk" elektroną, vykdo informaciją apie jį. Orbiton, kaip rodo pats pavadinimas, tai yra duomenys apie kosminė bangų dalelių. Spinon atsakingas už elektrono nugara ir Holonas pasakoja apie mokestį. Tokiu būdu, fizika gali atskirai stebėti skirtingus būsenas elektronų stipriai atšaldytą medžiagos. Jie sugebėjo atsekti iš "Holonas-spinon" ir "spinon-orbiton" porą, bet ne visi trys kartu.

naujos technologijos

Fizikas, kuris atrado elektroną teko laukti keletą dešimtmečių, kol iki jų atradimas buvo taikoma praktikoje. Šiandien technologijos Rasti Naudokite keletą metų, tai yra pakankamai prisiminti grafeno - nuostabų medžiaga, sudaryta iš anglies atomų vienu sluoksniu. Elektronų padalijimas būtų naudinga? Mokslininkai prognozuoja, kad kūrinys kvantinio kompiuterio, kurių greitis, pasak jų, kelios dešimtys kartų didesnis nei šiandienos galingiausių kompiuterių.

Kas yra kvantinės kompiuterių technologijos paslaptis? Tai gali būti vadinamas paprastas optimizavimas. Be įprastinio kompiuterio, minimalus nedaloma dalis informacijos - šiek tiek. Ir jei mes manome duomenis su kažkuo vizualiai, kažką automobilio tik du variantai. Truputi gali būti arba nulis arba vienas, kad yra dalis dvejetainiu kodu.

naujas metodas

Dabar įsivaizduokime, kad šiek tiek esančios ir nulio, o vienetas - "Quantum tiek" arba "Kubas". Paprastų kintamųjų vaidmenį atliks elektronų nugara (tai gali pasukti prieš arba pagal laikrodžio rodyklę). Skirtingai nei paprastas tiek kubas gali atlikti keletą funkcijų vienu metu, ir dėl šio padidėjimo įvyks greitį, mažas elektronų masę ir krūvį nėra svarbu čia.

Tai gali būti paaiškinama tuo labirinto pavyzdyje. Norėdami išeiti iš jos, reikia pabandyti įvairių variantų, iš kurių tik vienas bus teisinga daug. Tradicinis kompiuteris net išsprendžia problemas greitai, tačiau vienu metu gali dirbti tik vieną problemą. Jis išvardija visas galimybes ant vienos trakto, ir galiausiai randa išeitį. Kvantinė kompiuteris, dėka dualaus kyubita gali išspręsti daug problemų vienu metu. Jis bus peržiūrėti visi duomenys nėra on-line, ir vienu momentu, o taip pat išspręsti problemą. Sunkiausia yra tik tiek, kiek yra gauti darbą apie kvantinės objekto daug - tai bus naujos kartos kompiuterio pagrindas.

taikymas

Dauguma žmonių naudoja kompiuterį namų ūkio lygiu. Su iki šiol šį puikų darbą ir tradicinių asmeninių kompiuterių, tačiau prognozuoti konkrečius įvykius tūkstančius, o gal šimtus tūkstančių kintamųjų, mašina turi būti tiesiog milžiniškas. Kvantinė kompiuteris taip pat lengvai susidoroti su tokiais dalykais, kaip oro prognozės per mėnesį, nelaimės gydymą ir jo prognozavimo duomenis, ir taip pat atlikti sudėtingus matematinius skaičiavimus su keliais kintamaisiais už sekundės, visą frakciją iš kelių atomų procesorius. Taigi tai yra įmanoma, labai greitai mūsų galingiausi kompiuteriai popieriaus plonas.

likti sveikiems

Kvantinė kompiuteris technologija bus padaryti didelį indėlį į medicinos. Žmonija galės sukurti nanomachinery su stipriu potencialu, su jų pagalba, bus galima ne tik diagnozuoti ligą, tiesiog žiūri į visą kūną iš vidaus, bet ir suteikti medicininę pagalbą be operacijos: mažyčių robotų su "smegenys", išskyrus kompiuterio gali atlikti visas operacijas.

Neišvengiama revoliucija kompiuterinių žaidimų srityje. Galingas mašinos, kurios gali akimirksniu išspręsti šią problemą, bus galima žaisti žaidimus su neįtikėtinai realistiškus grafika, tai nėra toli jau ir kompiuterių pasauliai su pilna pakrovimas.