Elektrons ir stabils negatīvi lādēts komponents atoms. Elektroni pastāv ārpus un ap atomu kodols. Katrs elektrons nes vienu negatīvā lādiņa vienību (1,602 x 10-19 kulons), un tam ir mazs masa salīdzinājumā ar a neitronu vai protonu. Elektroni ir daudz mazāk masīvi nekā protoni vai neitroni. Elektrona masa ir 9,10938 x 10-31 Kilograms. Tas ir apmēram 1/1836 no protona masas.
Cietās vielās primārie strāvas vadīšanas līdzekļi ir elektroni (jo protoni ir lielāki, parasti saistīti ar kodolu un tādējādi ir grūtāk pārvietojami). Šķidrumos pašreizējie nesēji biežāk ir joni.
Elektronu iespējamību prognozēja Ričards Lamings (1838–1851), īru fiziķis Dž. Johnstone Stoney (1874) un citi zinātnieki. Terminu "elektrons" pirmo reizi Stonejs ieteica 1891. gadā, lai gan britu fiziķis to neatklāja līdz 1897. gadam. J.J. Thomson.
Kopīgs elektronu simbols ir e-. Elektrona antidaļiņa, kas veic pozitīvu elektrisko lādiņu, tiek saukta par pozitronu vai antielektronu un tiek apzīmēta, izmantojot simbolu β-. Kad saduras elektrons un pozitrons, abas daļiņas tiek iznīcinātas un izdalās gamma stari.
Elektronu fakti
- Elektroni tiek uzskatīti par elementāru daļiņu tipu, jo tos neveido mazākas sastāvdaļas. Tās ir daļiņas, kas pieder leptonu saimei, un tām ir vismazākā uzlādēto leptonu vai citu lādētu daļiņu masa.
- Kvantu mehānikā elektronus uzskata par identiskiem viens otram, jo, lai tos atšķirtu, nedrīkst izmantot būtiskas fiziskas īpašības. Elektroni var savstarpēji apmainīties ar pozīcijām, neradot novērojamas izmaiņas sistēmā.
- Elektronus piesaista pozitīvi lādētas daļiņas, piemēram, protoni.
- To, vai vielai ir tīrais elektriskais lādiņš, nosaka līdzsvars starp elektronu skaitu un atomu kodolu pozitīvo lādiņu. Ja ir vairāk elektronu nekā pozitīvo lādiņu, tiek uzskatīts, ka kāds materiāls ir negatīvi lādēts. Ja ir pārāk daudz protonu, objekts tiek uzskatīts par pozitīvi lādētu. Ja elektronu un protonu skaits ir līdzsvarots, tiek uzskatīts, ka materiāls ir elektriski neitrāls.
- Elektroni var brīvi pastāvēt vakuumā. Tos sauc bez maksas elektroni. Elektroni metālā izturas tā, it kā tie būtu brīvi elektroni un varētu kustēties, lai iegūtu lādiņa neto plūsmu, ko sauc par elektrisko strāvu. Kad elektroni (vai protoni) pārvietojas, rodas magnētiskais lauks.
- Neitrālā atomā ir vienāds protonu un elektronu skaits. Tam var būt mainīgs neitronu skaits (veidojot izotopus), jo neitroniem nav tīra elektriskā lādiņa.
- Elektroniem ir gan daļiņu, gan viļņu īpašības. Tie var būt difrakcijas, tāpat kā fotoni, tomēr var sadurties savā starpā un ar citām daļiņām, tāpat kā citas vielas.
- Atomu teorija apraksta elektronus kā apkārt esošos atoma protonu / neitronu kodolu apvalkos. Kaut arī teorētiski ir iespējams, ka elektronu var atrast jebkur atomā, tas, visticamāk, ir atrodams tā apvalkā.
- Elektrona grieziena vai iekšējā leņķa impulss ir 1/2.
- Zinātnieki spēj izolēt un notvert vienu elektronu ierīcē, ko sauc par Peninga slazdu. Pārbaudot atsevišķus elektronus, pētnieki ir atklājuši, ka lielākais elektronu rādiuss ir 10-22 metri. Praktiskā nolūkā tiek uzskatīts, ka elektroni ir punktveida lādiņi, kas ir elektriski lādiņi bez fiziskiem izmēriem.
- Saskaņā ar Visuma Lielā sprādziena teoriju, sprādziena pirmajā milisekundē fotoniem bija pietiekama enerģija, lai tie varētu savstarpēji reaģēt, veidojot elektronu-pozitronu pārus. Šie pāri iznīcināja viens otru, izstarojot fotonus. Nezināmu iemeslu dēļ pienāca laiks, kad bija vairāk elektronu nekā pozitronu un vairāk protonu nekā antiprotonu. Pārdzīvojušie protoni, neitroni un elektroni sāka savstarpēji reaģēt, veidojot atomus.
- Ķīmiskās saites ir elektronu pārnešanas vai dalīšanās rezultāts starp atomiem. Elektroni tiek izmantoti arī daudzos pielietojumos, piemēram, vakuuma caurulēs, fotoelektrisko multiplikatoru caurulēs, katodos staru lampas, daļiņu sijas izpētei un metināšanai, kā arī brīvo elektronu lāzers.
- Vārdi "elektrons" un "elektrība" izseko to izcelsmi seniem grieķiem. Sengrieķu vārds dzintars bija elektron. Grieķi pamanīja, ka kažokādas beršana ar dzintaru izraisīja dzintara piesaisti maziem priekšmetiem. Šis ir agrākais reģistrētais eksperiments ar elektrību. Angļu zinātnieks Viljams Gilberts izgudroja terminu "electricus", lai atsauktos uz šo pievilcīgo īpašumu.