ההיסטוריה של גילוי האלקטרון ותפקידו בפיזיקה המודרנית

שם הסרטון: The Puzzle of the Cathode Rays

בעשורים האחרונים של המאה ה-19, הפיזיקה הייתה מחוספסת במבנה החומר.אטומים היו עדיין ישויות מופשטות, עם התיאוריה האטומית של המאה ה-19 של ג'ון דלטון, אך לא מבנה פנימי.העבודה הניסויית שהובילה לאלקטרון החלה עם המחקר של פריקות חשמליות במעבורות זכוכית מפוספות חלקית, תופעה שיצרה זוהר מסתורי.

Crookes and the Radiant Matter

ויליאם קרווקי השתפרה טכנולוגיית ה-Val-tube בשנות ה-70, תוך השגת לחצים נמוכים יותר ואפקטים בולטים יותר.הוא הציע כי קרני קטודות מורכבות מ"חומר רדיקלי" – מצב רביעי של חומר מעבר מוצק, נוזלי וגז – והוכיח כי הם נסעו בקווים סטרייטים, צלי צלי צל, ויכולים להפוך גלגל מרופ קטן שהוצב בתוך הצינור.

הרץ ותרומתו של לנרד

היינריך הרץ ועוזרו פיליפ לנרד ביצעו ניסויים קריטיים שנראה כי תומכים בהשערת הגלים.ב-1892, הרץ הראה שקרני קאטוייד יכולות לעבור דרך סדקים מתכתיים דקים, הישג קשה להסביר אם הקרניים היו חלקיקים.לנרד, אשר מאוחר יותר זכה בפרס נובל לעבודה שלו קטודה-רי, בנה צינור עם חלון מתכת המאפשר לקרניים לצאת לוואקום ולפרוטה במרחק קצר של אוויריפטן.

JJ. Thomas's GroundBreak Experiments

במעבדה המעוונדישת בקיימברידג', ג'וזף תומסון ניגש לתעלומת ה"קנדיד-ריי" עם אסטרטגיה ניסיונית חדשה.הוא היה משוכנע שהקרניים הן אכן חלקיקים, והוא ביקש למדוד את תכונות היסוד שלהם.

המונחים: to-Mass Ratio

תומסון עיצב סדרה של צינורות שאיפשרו לו לנער את הקרניים הקטודות עם שדות חשמליים ומגנטיים כאחד. בניסויים קודמים של ז'אן פריין, שדה חשמלי היים בהצלחה את הקרניים, אך המדידה הייתה עקיפה. תומסון עשה את הצעד המכריע: על ידי יישום שדה מגנטי כדי לכופף את הקרניים, ולאחר מכן שדה חשמלי מנוגד ליישר אותם, הוא יכול היה ליישר את מהירות החלקיקים המשולבים: 176/1 מעלות מטען חשמליות, 000, 000, כלומר, כלומר, 000 מטען חשמלי, כלומר, כלומר, הוא היה אחראי על פני 10 גרם גבוה יותר מ- 1/1.

שם הספר בלועזית: The Corpuscle

בהרצאה למוסד המלכותי ב-30 באפריל 1897 הודיע תומסון כי קרני קטודות היו זרמים של חלקיקים זעירים, טעונים שלילית כי הוא כינה "מעגלים" את המונח "אלקטרוני", שהוטבע קודם לכן על ידי ג'ורג' ג'ון סטוני ליחידת יסוד של מטען חשמלי, אומץ עד מהרה תומסון פרסם את המקרה המלא שלו ב-FLT:0osophical MagazineLTFalure ב-1 באוקטובר 1897, אשר התגלה על ידי האטומים של האטומים, אשר היו נתונים שונים.

אישור זהות אלקטרון

המדידה האלקטרונית של תומסון זיהתה חלקיק הרבה יותר קל מאשר כל אטום, אבל המטען המוחלט והמיסה נותרו בלתי ידועים, מה שגורם לנכסים המדויקים של האלקטרונים נדרש עוד קפיצת ניסוי.

הניסוי של מיליקן הנפט והטעינה היסודית

בין השנים 1909-1913, רוברט מיליקן והארווי פלטשר מאוניברסיטת שיקגו ביצעו את הניסוי המפורסם של שמן-דוטרופיה.הם השעו טיפות שמן זעירות טעון בין שתי צלחות מתכת על ידי התאמת שדה חשמלי, ולאחר מכן מדדו את מהירות הטרמינל של טיפות תחת כוח הכבידה בלבד.על ידי התבוננות במאות טיפות חשמליות של 1GB, הם מצאו כי המטענים החשמליים תמיד היו מרבים של ערך קטן ביותר, בערך 1.592 × 1019 - 1019 -2, לאחר מכן, 000, 000 של מטען אלקטרונים, לאחר מכן, לאחר מכן, 1019, 000 119, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 של 119, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 1D, 000 ליטר, 000 של 1D, 000 1D, 000, 000, 000 של מטען אלקטרונים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 1D,

האלקטרון הוא החלקיק הגולגולתי הראשון

בתחילת שנות ה -1910, האלקטרונים עמדו לבדם כחלקיק התת-אטומי הידוע הראשון.הגילוי שלו הראה כי לאטומים יש מבנה פנימי, לערער על יציבות החומר כפי שהוא מובן קלאסי, ופתח שדה חדש לגמרי – פיזיקה חלקיקים.האלקטרונית הפכה גם לאפרו-טיפוס להבנת האופן שבו חלקיקים טעונים מתנהגים תחת כוחות אלקטרומגנטיים, בסיס אשר מאוחר יותר יורחב לפרוטונים, נויטרונים, קווארקטים, קווארקטים.

מהפכה במודלים אטומיים

הפיזיקאים החייבים את האלקטרונים לדמיין את האטום מן המרחב המוצק וחסר המאפיין למערכת מורכבת עם הפצה פנימית של מטען.זה מחדש מתפתח במודלים מוצלחים, כל אחד משלב את האלקטרוני עמוק יותר לתוך טבע החומר.

מתוך Plum Pudding to Rutherford's Nucleus

תומסון עצמו הציע מודל "מטעום" ב-1904, עם אלקטרונים טעונים שלילי משובצים בתחום דיפרזה של מטען חיובי.מודל זה הופל על ידי ניסוי הזהב של ארנסט Rutherford בשנת 1911, שבו חלקיקים אלפא פוטרו על גליונות מתכת דקים.המסומים גדולים לא צפויים רמזו גרעין צפוף, טעון חיובי, מונח אלקטרון במסלול זעיר, אנלוגי, לכדי זרם אנרגיה זעיר, אשר דורש גרעין זעיר, אך זעיר, אשר דורש גרעין סולי, אך זעיר, אך זעיר, אשר דורש גרעין סולי, אך זעיר, אנפין, אך אורקטי, אך ורקמטי חדש, אשר דורש גרעין.

Atom הקוונטי של בור ואורביטים של אלקטרון

נילס בוהר פתר את חוסר היציבות בשנת 1913 על ידי הצגת פוסט-מדומים.הוא הציע כי אלקטרונים תופסים רק מסלולים מסוימים מותרים עם אנרגיות קבועות ולא קורנים בעוד במדינות אלה.קרינת פולטת או נספגת רק כאשר אלקטרון קופץ בין מסלולים.מודל של בור הסביר את קווי המתאר המרכזיים של מימן עם דיוק מדהים והקימו את האלקטרונים כאובייקט קוונטי, בעוד שהמודל האלקטרון הוחלף בסופו של דבר על ידי הביוגרפיה הקוונטית: "לא-ברד" (Brferferferb) הוא קודם לכן, הביוגרפיה הראשונה, הביוגרפיה הראשונה, ה-Bohr) הייתה מדויקת יותר, הביוגרפיה הראשונה, ה-Bohrlfthblantferbfertferbfertfertfertfertferblantbnbfítblantblantb, בכיוון הביוגרפיה של הביוגרפיה של הביוגרפיה של הביוגרפיה של ה-Bohr (N.

אלקטרון בעידן של מכניקה קוונטית

המודלים הקוונטיים המוקדמים של בור וסומרפלד נשפכו במהרה על ידי מכניקת הקוונטים המלאה, אשר מתייחסת לאלקטרון לא כחלקיק על נתיב מוגדר היטב, אלא כענן הסתברות הנשלט על ידי פונקציות הגל.

גליקול חלקיקים וענני אלקטרון

בשנת 1924 הציע לואי דה ברוגליה כי אלקטרונים, כמו אור, להציג את הדואליות של גל חלקיקים.זה אושר ניסיוני בשנת 1927 על ידי דייוויססון וגרמר, אשר הפגינו דיפרנציציה אלקטרונים. Erwin Schrödinger לאחר מכן ניסח את משוואה הגל שלו, המתאר את האלקטרונים כגל עומד סביב גרעין.הפתרונות למשוואות Schrödinger להחליף מסלולים מדויקים עם הסתברות קוונטית של אלקטרו-אלקטרון חיוני, לא נהפך אלקטרון, כמו אלקטרון, כמו זרם אלקטרונים דרמטי, כמו זרם אלקטרונים, כמו זרם אלקטרון.

אלקטרודינמיקה קוונטית (QED) ואמצעי זהירות

נישואי מכניקת הקוונטים עם תורת היחסות המיוחדת הוליד אלקטרודינמיקה קוונטית בשנות ה-40, עם תרומות של ריצ'רד פיינמן, ג'וליאן שינגר, ו Sin-Itiro toga. QED מתאר כיצד אלקטרונים אינטראקציה עם פוטונים ויצרו כמה מהתחזיות המדויקות ביותר בכל המדע.

אלקטרון במודל הסטנדרטי ומעבר

כיום, האלקטרונים מסווגים כטון בסיסי במודל הסטנדרטי של פיזיקה חלקיקים.אין לו מבנה פנימי שאנו יכולים לפתור, ותכונותיו נמדדות עם דיוק יוצא דופן.

נכסים בסיסיים: Mass, Charge, ו-Switch

המסה של האלקטרונים, 9109.3837015 × 10-31 ק"ג, והחיוב החשמלי שלה, −1.602176634 × 10-19 C, הם בין הקבועים הידועים ביותר.התנומנטום הזוויתי שלו, או ספינ, הוא ⁇ /2, מה שהופך אותו לפריון בעקרון ההדרה של פול.

אלקטרונס בפיסיקה חלקיקים: Leptons ו- Weak אינטראקציה

(בלטינית: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חיפושים עבור אלקטרון סובב ואנומליות

למרות האופי הנראה לעין, הפיזיקאים ממשיכים לחפש ראיות של מורכבות אלקטרונית או רגע של קטפול חשמלי (EDM) הגבול העליון הנוכחי על אלקטרון EDM הוא קטן מאוד, בסביבות 10-29 eCM, הצבת מגבלות הדוקות על סופר סימטריה ועוד מעבר ל-Standard-Model תיאוריות. Experiments באמצעות מולקולות מגניבות, כגון אלקטרו-מטרהטרנטיק (ME), חשפו את הסימנים החדשים, המנסים לדחוף את הגבולות האלה.

ההשפעה הטכנולוגית של גילוי אלקטרוני

מעבר למדע טהור, טכנולוגיות גילוי אלקטרונים המדלקות את העולם המודרני.ממעבורת ואקום ועד לטרנזיסטור של מדינת מוצק, התנועה הנשלטת של אלקטרונים הפכה לבסיס תעשיית האלקטרוניקה.

אלקטרוניקה ועידן המידע

פליטת התרמיות - שחרור אלקטרונים מפשילה מחווממת - אפשרה את הפיתוח של דיודות ואקום ושלישיקות, אשר אותות מוגברים והפך רדיו, טלוויזיה, ומחשבים מוקדמים ככל האפשר.הטרטור, שהומצא בשנת 1947, החליף צינורות ואקום עם מכשיר מוצק-מדינה השולט על זרימת אלקטרון בחומרים מוליכים למחצה.

Imaging and Microscopy: מ- TV to Electron Microscopes

טבע הגל של האלקטרונים רתום במיקרוסקופים אלקטרוניים, אשר משתמשים בעדשות מגנטיות כדי להתמקד בבלוטות אלקטרונים ולהשיג החלטות הרבה מעבר לגבולות אופטיים. Transmission אלקטרונים מיקרוסקופים (TEMs) יכול לצלם עמודות בודדות של אטומים, בעוד סריקה מיקרוסקופים אלקטרונים (SEMscent) לספק מעל פני השטח מפורטים. ברפואה ובמדע, מכשירים אלה הם הכרחיים צינורות Cathode-ray, אשר הפכו את הטלוויזיה לזמין במשך עשרות שנים ישירות על גבייתים.

יישומים רפואיים: קרינת קרינה ואימינג

אלקטרונים אנרגטיים משמשים בקרינה על-פינקולוגיה לטיפול בגידולים שטחיים, שכן קרן האלקטרונית שומרת אנרגיה קרוב אל פני העור, תוך העטיפה של רקמות עמוקות יותר.בדמיה אבחון, צילומי רנטגן - המיוצר על ידי צמצום אלקטרונים במהירות גבוהה יעד מתכת - נשאר כלי עיקרי.הגילוי של האלקטרונים הרחיב את טווח ההגעה שלו מהמעבדה ועד לטכנולוגיות רפואיות מצילות חיים.

מחקר מתמשך וכיוונים עתידיים

גם אחרי יותר ממאה שנים, האלקטרונים ממשיכים להיות נושא של חקירה חדשנית, המשרתים הן כחקירת פיזיקה בסיסית והן כמשאב לטכנולוגיות מתפתחות.

אלקטרון אלקטריק דיפול רגע ופיזיקה חדשה

כאמור, הציד של האלקטרון EDM הוא אחד החיפושים הרגישים ביותר לפיזיקה מעבר למודל הסטנדרטי. A non-zero EDM היה מפר סימטריה של זמן, על ידי הרחבה, סימטריה CP, פוטנציאל להסביר את הסימטריה של חומר-אנטימאטר ביקום.הניסויים הקרובים שואפים לשפר את הרגישות על ידי סדרי גודל, באמצעות טכניקות כמו מולקולות לייזר ומלכודת אטומים לכודים.

מחשוב קוונטי עם אלקטרון ספינים

הספין של האלקטרוני הוא ציר טבעי - מערכת קוונטית דו-ממדית שיכולה לקודש מידע. בסיליקון קוונטית dots, אלקטרוסטטית מוגדרת השער המסדיר אלקטרוסטטית חד-משמעית אלקטרוסטטית יחידה, החוקרים מניפים את המצב הספין-מגנטי או שדות חשמליים כדי לבצע פעולות לוגיקה קוונטיות.

מורשת אחרונה

המסע של האלקטרוני מקרנית שופכות בשחפת ואקום לעמוד של המודל הסטנדרטי הוא סיפור של סקרנות חסרת רחמים והשפעה עמוקה.גילויו ב 1897 עשה יותר מאשר להוסיף חלקיק לקטלוג הטבע; הוא הגדיר מחדש מה החומר ואיך הוא מתנהג.כל מכשיר המופעל על ידי חשמל, כל תמונה ממיקרוסקופ אלקטרוני, כל חישוב בכימיה קוונטית חייב חוב למבט ראשון של חלקיק רחוק, תמיד נשאר כמו גם על ידי אטומים, הוא נשאר, כמו שעדיין, כמו גם על ידי אלקטרון, הוא נשאר רק על ידי אטומי, כמו שעדיין, כמו שעדיין, הוא נשאר רק על ידי אטומים, כל אחד, כל אחד, הוא נשאר רק על ידי אלקטרון, כל אחד, כל אחד, הוא נשאר רק על ידי אלקטרון, כל תמונה של אלקטרון, כל תמונה ממיקרוסקופ אלקטרונים, כל תמונה ממיקרוסקופ, כל תמונה של אלקטרון, כל תמונה של אלקטרון, כל תמונה של אלקטרון, כל תמונה ממיקרוסקופ אלקטרונים, כל תמונה, כל תמונה של אלקטרון, כל תמונה של אלקטרון, כל חישוב, כל חישוב, כל חישוב בכימיה, כל חישוב בכימיה, כל חישוב בכימיה, כל חישוב בכימיה קוונטי, כל חישוב בכימיה, כל חישוב בכימיה