Elektrondefiníció a tudományban

Az elektron egy stabil negatív töltésű alkotóeleme atom. Elektronok léteznek kívül és az atom körül sejtmag. Mindegyik elektron egy egység negatív töltést hordoz (1,602 x 10^-19 coulomb) és van egy kicsi tömeg összehasonlítva a neutron vagy proton. Az elektronok sokkal kevésbé tömegesek, mint az protonok vagy neutronok. Az elektron tömege 9,10938 x 10^-31 kg. Ez körülbelül 1/1836 egy proton tömegének.

A szilárd anyagokban az elektronok az áramvezetés elsődleges eszközei (mivel a protonok nagyobbok, általában egy maghoz kötődnek, és így nehezebben mozgathatók). Folyadékokban az áramhordozók gyakran ionok.

Az elektronok lehetőségét Richard Laming (1838-1851), az ír fizikus G előrejelzte. Johnstone Stoney (1874) és más tudósok. Az "elektron" kifejezést Stoney 1891-ben először javasolta, bár a brit fizikus 1897-ig fedezte fel az elektront. J. J. Thomson.

Az elektronok általános szimbóluma az e^-. Az elektron antirészecskéjét, amely pozitív elektromos töltést hordoz, pozitronnak vagy antielektronnak nevezzük, és a β szimbólummal jelöljük.

• Az elektronokat elemi részecskék típusának tekintik, mivel nem kisebb összetevőkből állnak. Ezek a leptoncsaládba tartozó részecskék egy típusa, és bármelyik töltött lepton- vagy más töltésű részecskék legkisebb tömegével rendelkeznek.
• A kvantummechanikában az elektronokat azonosaknak tekintik, mert nem különféle fizikai tulajdonságokat lehet használni a megkülönböztetéshez. Az elektronok helyzeteket cserélhetnek egymással anélkül, hogy a rendszerben észrevehető változást okoznának.
• Az elektronokat vonzzák a pozitív töltésű részecskék, például a protonok.
• Az, hogy egy anyag nettó elektromos töltéssel rendelkezik-e, az elektronok száma és az atommagok pozitív töltése közötti egyensúly határozza meg. Ha több elektron van, mint pozitív töltés, akkor azt mondják, hogy egy anyag negatív töltésű. Ha túl sok a protonok, akkor az objektum pozitív töltésűnek tekinthető. Ha az elektronok és a protonok száma kiegyensúlyozott, akkor az anyag elektromos szempontból semleges.
• Az elektronok vákuumban szabadon létezhetnek. Hívták őket ingyenes elektronok. A fém elektronjai úgy viselkednek, mintha szabad elektronok lennének, és mozoghatnak, hogy nettó töltési áramot hozzanak létre, amelyet elektromos áramnak neveznek. Amikor elektronok (vagy protonok) mozognak, mágneses mező jön létre.
• A semleges atom azonos számú protont és elektronot tartalmaz. Változatos számú neutronnal lehet (izotópokat képez), mivel a neutronok nem hordoznak nettó elektromos töltést.
• Az elektronoknak mind a részecskék, mind a hullámok tulajdonságai vannak. Diffrakcionálódhatnak, mint a fotonok, de ütközhetnek egymással és más részecskékkel, mint más anyagok.
• Atomelmélet azt írja le, hogy az elektronok körülveszik egy atom proton / neutronmagját a héjában. Noha elméletileg lehetséges, hogy egy elektron bárhol megtalálható egy atomban, valószínűleg egy ilyen található a héjában.
• Az elektron spin vagy belső szögmomentuma 1/2.
• A tudósok képesek egy elektron elkülönítésére és csapdájára egy Penning-csapdának nevezett eszközben. Az egyes elektronok vizsgálatából a kutatók azt találták, hogy a legnagyobb elektron sugara 10^-22 m. A legtöbb gyakorlati szempontból az elektronokat pont töltéseknek tekintik, amelyek fizikai méretek nélküli elektromos töltések.
• Az univerzum nagyrobbanás-elmélete szerint a fotonoknak a robbanás első milliszekundumában elegendő energiát kell adni ahhoz, hogy egymással reagálni tudjon, elektron-pozitron párokat képezve. Ezek a párok megsemmisítették egymást, fotonokat bocsátottak ki. Ismeretlen okok miatt eljött az az idő, amikor több elektron volt, mint pozitronok és több proton, mint antiproton. A túlélő protonok, neutronok és elektronok reagálni kezdtek egymással, atomokat képezve.
• Kémiai kötések az atomok közötti elektron-transzfer vagy -megosztás eredménye. Az elektronokat számos alkalmazásban is alkalmazzák, például vákuumcsövekben, fényszorosító csövekben, katódban sugárcsövek, részecskenyalábok kutatáshoz és hegesztéshez, valamint a szabad elektron lézer.
• Az "elektron" és "elektromosság" szavak eredete az ókori görögökig vezethető vissza. Az ősi görög borostyán szó volt Elektron. A görögök észrevették, hogy a borostyán dörzsölése borostyánnal okozta az borostyán kis objektumok vonzását. Ez a legkorábban rögzített kísérlet az elektromos árammal. William Gilbert angol tudós elkészítette az "electrus" kifejezést, hogy erre a vonzó tulajdonságra utaljon.