Elektrons

Eksperimentos ar Kruksa lampu pirmo reizi tika nodemonstrēta elektronu daļiņu daba

Elektrons (grieķu: ἤλεκτρον, ēlektron — ‘dzintars’) ir vieglākā no zināmajām stabilajām elementārdaļiņām (neskaitot neitrīno, kam arī ir ļoti niecīga miera masa). Elektrona miera masa ir 9,109×10⁻³¹ kg. Tam ir negatīvs elektriskais lādiņš (−1,602×10⁻¹⁹ C), un tā simbols ir е⁻ vai e. Elektroni ir vieni no elektriskās strāvas lādiņa nesējiem. Tie pieder pie leptoniem un nosaka atoma mijiedarbību ar citiem atomiem. Elektronus 1897. gadā atklāja Džozefs Tomsons, pētot katodstarus.

Elektroni ietilpst visos atomos un molekulās. Var nosacīti uzskatīt, ka elektronu mākonis aptver atoma kodolu, elektroniem riņķojot ap kodolu ar lielu ātrumu (neierosinātā ūdeņraža atomā šis ātrums vairāk nekā 100 reizes mazāks par gaismas ātrumu) pa neregulāru trajektoriju, ko sauc par orbitāli (orbitāles veido tādu kā atoma kodola apvalku). Atomam uzņemot enerģiju, elektroni var pāriet uz augstāku enerģijas līmeni, bet, enerģiju izstarojot, — uz zemāku. Tā kā elektroni ap atoma kodolu kustas līdzīgi izplūdušiem mākoņiem ar negatīvu lādiņu, ir neiespējami paredzēt precīzu to atrašanās vietu kādā laika momentā. Ja vielas atomi vai atomu grupas zaudē vai pievieno vienu vai vairākus elektronus, veidojas joni. Elektronu izvietojumu atomā pa elektronu čaulām pēc orbitālā galvenā kvantu skaitļa un orbitālā kvantu skaitļa vērtībām sauc par elektronu konfigurāciju.

Elektrona antidaļiņa ir pozitrons, kas tiek saukts arī par antielektronu. Tā simbols ir e . Pozitrons tika atklāts 1932. gadā.

Ar elektronu teoriju tiek skaidrotas elektriskās, magnētiskās un optiskās parādības.

Raksturojums

Klasifikācija

Elementārdaļiņu standartmodelis (angļu valodā). Elektrons atrodas apakšā, kreisajā stūrī

Elementārdaļiņu fizikas standartmodelī elektroni tiek klasificēti kā leptoni, kas ir daļa no fundamentālajām elementārdaļiņām. Elektroniem ir vismazākā masa no visiem leptoniem un pirmās "ģimenes" fundamentālajām daļiņām. Otrajā un trešajā "ģimenē" atrodas lādēti leptoni — mioni un tau daļiņas —, kuriem ir tāds pats elektriskais lādiņš, spins un mijiedarbība kā elektroniem, bet tiem ir lielāka masa. Leptoni, tātad arī elektroni, kopā ar kvarkiem veido fermionu elementārdaļiņu grupu. Visiem fermioniem spins ir 1/2.

Fundamentālās īpašības

Elektrona miera masa ir 9,10938291×10⁻³¹ kg jeb 5,48579909×10⁻⁴ u. Balstoties uz Einšteina formulu E=mc², elektrona masa atbilst 0,511 MeV lielai enerģijai. Elektrona masa ir tikai 1/1836 daļa no protona (pozitīvā lādiņa) miera masas. Tieši tādēļ elektronu masa netiek iekļauta, aprēķinot atoma masas skaitli.

Elektronam ir negatīvs elektriskais lādiņš, kas ir −1,602176565×10⁻¹⁹ C.

Elektronu emisija

Elektronu emisija ir elektronu kustība no cietvielas vidē vai vakuumā. Lai elektrons varētu atstāt vielu, tam jāpievada enerģija, kura tiek patērēta izejdarba veikšanai. Atkarībā no veida, kādā elektronam tiek pievadīta enerģija, izšķir šādus elektronu emisijas veidus:

• termoelektronu emisija — izejdarba veikšanai vajadzīgo enerģiju elektroni saņem siltuma veidā;
• autoelektronu emisija — viela elektronus emitē paātrinošā elektriskā lauka iedarbībā;
• sekundāro elektronu emisija — vielas virsma tiek bombardēta ar elektroniem vai joniem un notiek daļiņu sadursmes;
• fotoelektronu emisija — viela tiek apstarota ar elektromagnētiskajiem viļņiem.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Elektrons.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Enciklopēdijas Krugosvet raksts (krieviski)