Elektron, negaton – trwała cząstka elementarna będąca jednym z
elementów atomu.
Elektrony w atomach najczęściej pojawiają się na
usytuowanych wokół jądra obszarach zwanych powłokami elektronowymi.
Ujemny
ładunek elektryczny elektronów zobojętnia dodatni ładunek
zawarty w jądrze. Elektrony
mogą występować w stanie wolnym (np. w
przewodniku), co znaczy, że mają zdolność swobodnego ruchu wewnątrz
jego objętości. Jeżeli elektrony po przyłożeniu napięcia elektrycznego
zaczną się poruszać w uporządkowany sposób, to pojawi się prąd
elektryczny.
Elektron ma ładunek elektryczny równy e = -1,6021917(70) x 10-19C
(ujemny ładunek elektryczny elementarny) i masę spoczynkową me≈9,10938
x 10-31kg.
Elektron w klasyfikacji cząstek subatomowych jest zaliczany do
leptonów. Elektron wchodzi w interakcje z innymi leptonami poprzez
oddziaływania elektromagnetyczne i słabe.
Elektron ma spin (fizyka) 1/2, jest więc zaliczany do fermionów i
podlega statystyce Fermiego-Diraca. Wszystkie elektrony są całkowicie
nierozróżnialne. Aby całkowicie opisać elektron, wystarczy podać jego
stan kwantowy.
W Modelu Standardowym elektron jest cząstką elementarną pierwszej generacji i tworzy dublet z neutrinem elektronowym.
Antycząstką elektronu, tj. odpowiadającą elektronowi cząstką
antymaterii, jest antyelektron, zwany krócej pozytonem (a często
również elektronem dodatnim). Jeżeli spotka się elektron z
antyelektronem dochodzi do anihilacji, w wyniku której ginie elektron i
pozyton, a powstają dwa fotony promieniowania gamma (γ) o energii 0,511
MeV. Podczas zderzenia fotonu gamma o takiej lub większej energii może
zajść zjawisko odwrotne: kwant gamma zostaje pochłonięty, a pojawia się pozyton i elektron.
Elektrony mogą swobodnie poruszać się w próżni, co jest wykorzystywane
w próżniowych lampach elektronowych. W innych środowiskach (np.
powietrzu) ich ruch jest hamowany, bo przyłączają się do atomów
substancji tworząc jony ujemne. W gazach szybko poruszające się
elektrony mogą wywołać wzbudzenie atomu lub jego jonizację, a w
konsekwencji emisję fotonów. Zjawisko to w przyrodzie jest przyczyną
zorzy polarnej, zaś w technice znalazło zastosowanie w lampach
wyładowczych (np. lampy jarzeniowe, tzw. świetlówki).
Elektrony mogą być emitowane z jąder atomowych – nazywane są wówczas
promieniowaniem beta (β) a przemiana jądrowa rozpad beta minus.
Wyemitowane cząstki beta mają bardzo dużą energię i zdolność jonizacji
materii.
Zgodnie z teorią fal
materii elektron może być postrzegany
jako odpowiadająca mu fala materii. Może ona podlegać dyfrakcji i
interferencji na przeszkodach. Ze względu na długość fali, znacznie
mniejszą od długości fali świetlnej, elektrony nadają się doskonale
jako czynnik przenoszący informację w mikroskopach. Mikroskop, w którym
odpowiednikiem światła są elektrony, nazywa się mikroskopem
elektronowym.
Zjawiska zachodzące z udziałem elektronów zwykle należą do mechaniki
kwantowej i jako takie podlegają zasadzie nieoznaczoności Heisenberga.
Praktycznym efektem jest tutaj tunelowanie elektronów wykorzystywane w
układach półprzewodnikowych oraz skaningowym mikroskopie tunelowym, ale
także wiele innych własności i zjawisk jak ferromagnetyzm,
nadprzewodnictwo, ciepło właściwe ciał stałych itp.
Nazwę elektron wprowadził George Johnstone Stoney w 1891, dla
elementarnej jednostki elektryczności ujemnej w procesie elektrolizy.
Jako cząstka posiadająca ładunek ujemny oraz masę elektron został
zaobserwowany w roku 1897 przez J.J. Thomsona podczas badania własności
promieniowania katodowego.
Więcej streszczeń na temat Elektrony