Elektron és proton tömegek meghatározása. Mekkora az elektron tömege

Elektron

Annak ellenére, hogy az elektron az első felfedezett elemi részecske a fizikában (Joseph Thomson angol fizikus által 1897-ben), az elektron természete továbbra is rejtélyes marad a tudósok számára. Az elektronelmélet befejezetlennek tekinthető, mivel belső logikai ellentmondásai vannak, és sok olyan kérdés van, amelyekre a hivatalos tudomány még nem rendelkezik válaszokkal.

Ennek az elemi részecskének a nevét George Stoney (1826-1911) ír fizikus javasolta 1891-ben, mint „az elektromos energia alapvető mértékegységét”. Az „elektron” szó a görög „electron” szóból származik, ami „borostyánt” jelent. (Mint tudod, a borostyán egy megkeményedett kövület gyanta. Dörzsölve a borostyán elektromos töltést kap, és magához vonzza a fénytesteket. Ezt a tulajdonságot már régóta ismerték a különböző népek. Például a fennmaradt információk alapján az ókori Görögországban már Kr.e. 600-ban tudtak a borostyán tulajdonságairól.). A tudósok megállapodtak abban, hogy egy elektron negatív elektromos töltését egy korábbi megállapodásnak megfelelően, amely az elektromosított borostyán töltését negatívnak nevezik, figyelembe veszi.

Az elektron egy atom alkotóeleme, az anyag egyik fő szerkezeti eleme. Az elektronok alkotják az összes ma ismert kémiai elem atomjának elektronhéját. Szinte minden elektromos jelenségben részt vesznek, amivel a mai tudósok tisztában vannak. De hogy valójában mi is az elektromosság, azt a hivatalos tudomány még mindig nem tudja megmagyarázni, általános kifejezésekre korlátozva, hogy például „töltött testek vagy elektromos töltéshordozók részecskéinek létezése, mozgása és kölcsönhatása által okozott jelenségek összessége”. Ismeretes, hogy az elektromosság nem folyamatos áramlás, hanem átadásra kerül részletekben – diszkréten.

Szinte az összes alapvető információt az elektronról, amelyet a tudomány még mindig használ, a 19. század végén - a 20. század elején szerezték meg. Ez vonatkozik az elektron hullámtermészetének gondolatára is (elég, ha felidézzük Nikola Tesla munkáját és az energia távolról történő előállításáról és vezeték nélküli átviteléről szóló tanulmányát). A hivatalos fizikatörténet szerint azonban 1924-ben a francia elméleti fizikus, a kvantummechanika egyik megalapítója, Louis de Broglie (Louis de Broglie; 1892 - 1987; egy jól ismert arisztokrata szülötte) terjesztette elő. család Franciaországban). És ezt 1927-ben kísérletileg megerősítették Clinton Davisson (1881–1958) és Lester Germer (1896–1971) amerikai tudósok egy elektrondiffrakciós kísérletben. A "diffrakció" szó a latin "diffractus" szóból származik, ami szó szerint azt jelenti, hogy "törött, megtört, hullámokban görbül egy akadály körül". A diffrakció egy hullám, például fénysugár jelensége, amely akkor terjed, amikor áthalad egy keskeny nyíláson vagy ütközik egy akadály széléhez. Az elektron hullámtermészetének gondolata az osztrák elméleti fizikus, a kvantummechanika egyik megalkotója, Erwin Schrödinger (1887–1961) 1926-os hullámmechanika fejlesztésének alapjául szolgált. Azóta a hivatalos tudomány alig haladt előre az elektron természetének tanulmányozásában.

VALÓBAN AZ ELEKTRON 13 fantom Po-részecskéből áll, és egyedi szerkezettel rendelkezik. Az elektronról szóló részletes ismeretek itt szándékosan kimaradnak, mivel az információk nyilvánosan kerülnek bemutatásra, és ez a tudás veszélyt jelenthet, ha olyan emberek kezébe kerül, akik új típusú fegyvert szeretnének létrehozni. Csak azt jegyezzük meg, hogy az elektron szokatlan tulajdonságokkal rendelkezik. Amit ma elektromosságnak nevezünk, az tulajdonképpen a szeptonmező egy speciális állapota, amelynek folyamataiban az elektron a legtöbb esetben a többi további „komponensével” együtt vesz részt.

Az elektron egyediségét jelző érdekes információkat az AllatRa könyv mutatta be:

« Anasztázia: Hogyan változtathat egy Megfigyelő a megfigyelésén?
Rigden: Hogy egyértelmű legyen a válasz erre a kérdésre, tegyünk egy rövid kirándulást a kvantumfizikába. Minél több tudós vizsgálja a tudomány által feltett kérdéseket, annál inkább arra a következtetésre jut, hogy a világon minden nagyon szorosan összefügg egymással, és nem lokálisan létezik. Ugyanazok az elemi részecskék léteznek egymással kapcsolatban. A kvantumfizika elmélete szerint, ha egyszerre provokálod ki két részecske képződését, akkor azok nem csak „szuperpozíció” állapotban lesznek, vagyis sok helyen egyszerre. De az egyik részecske állapotának megváltozása egy másik részecske állapotának azonnali megváltozásához vezet, függetlenül attól, hogy milyen távolságra van tőle, még akkor is, ha ez a távolság meghaladja a modern emberiség által ismert összes természeti erő hatásának határait. .
Anasztázia: Mi a titka egy ilyen azonnali kapcsolatnak?
Rigden: Most elmagyarázom. Vegyünk például egy elektront. Információs téglákból áll (vagy ahogy a régiek nevezték őket - „Poe szemcséi”), amelyek megadják fő jellemzőit, beleértve a belső potenciál meghatározását. A modern fogalmak szerint az elektron úgy mozog az atommag körül, mintha egy „stacionárius pályán” (pályapályán) állna. Pontosabban, mozgását ma már nem egy adott pályával rendelkező anyagi pont formájában ábrázolják, hanem egy elektronfelhő formájában (az elektron hagyományos képe, amely az atom teljes térfogatán „elkenődött”), kondenzációs és elektromos töltéskisülési területek. Az elektronfelhőnek, mint olyannak, nincsenek éles határai. A pálya (pálya) alatt nem egy elektron meghatározott vonal mentén történő mozgását értjük, hanem a tér egy bizonyos részét, az atommag körüli tartományt, ahol a legnagyobb a valószínűsége annak, hogy az elektron egy atomban (atompálya) helyezkedik el. ) vagy egy molekulában (molekulapálya) marad.

Tehát egy elektron, mint ismeretes, az anyagi világban egyidejűleg két állapotban létezhet: részecskék és hullámok. Különböző helyeken nyilvánulhat meg egyszerre, ugyanazon kvantumfizika szerint. Elhagyva, vagy inkább eltűnve atomi pályájáról, az elektront azonnal mozog, vagyis itt eltűnik és egy másik pályán jelenik meg.

De ami a legérdekesebb ebben a kérdésben, az az, amit a tudósok még nem tudnak. Vegyük például a hidrogénatom elektronját - egy olyan elemet, amely a víz, az élő szervezetek, a természetes ásványi anyagok része, és az egyik leggyakoribb elem a térben. A hidrogénatom atommagja körül elhelyezkedő elektronfelhő gömb alakú. Ezt rögzítheti a tudomány a jelenlegi szakaszban. De a tudósok még nem tudják, hogy maga az elektron spirálba csavarva. Sőt, ez a spirál (egy és ugyanaz) a töltés helyétől függően balra és jobbra is csavarható. Éppen ennek a spirál alaknak és a töltéskoncentráció helyének változásának köszönhető, hogy ez az elektron könnyen átjut a részecske állapotából a hullámba és fordítva.

Hadd mondjak egy képletes példát. Képzeld el, hogy egy narancsot tartasz a kezedben. Késsel óvatosan egészben, körben, mintha spirálban távolítsuk el róla a héjat, az egyik csúcsából, mondjuk az A pontból a másikba – a B pontba – haladva. Ha egy ilyen héj elválik egy narancssárga, akkor a szokásos hajtogatott formában labda alakú lesz, a narancs körvonalait követve. És ha kifeszíti, akkor úgy fog kinézni, mint egy hullámos kötél. Tehát a narancshéj narancssárga oldala a mi ábrás példánkban egy elektronspirált fog képviselni, ahol a felületen az A pont területén külső töltés van, a B pont területén pedig a belül (a héj fehér oldalán) belső töltés található. Bármilyen külső változás az A pontban (a héj narancssárga oldalán) ugyanazt a pillanatnyi belső változást eredményezi, de erőssége és ütése ellentétes, a héj fehér oldalán, a B felső része alatt elhelyezkedő pontban. az elektron külső töltése alábbhagy, majd a belső potenciál hatására a spirál megnyúlik és az elektron hullámállapotba kerül. Amikor ismét megjelenik egy külső töltés, amely a hullám és az anyag kölcsönhatása következtében jön létre, a spirál összehúzódik, és az elektron ismét részecske állapotba kerül. Részecskeállapotban az elektronnak külső negatív töltése és bal oldali spirála, hullámállapotban pedig jobb oldali hélixe és külső pozitív töltése van. És mindez az átalakulás az ezoozmózisnak köszönhetően megy végbe.

Egy háromdimenziós helyzetből származó megfigyelő bizonyos technikai feltételek megteremtésekor az elektront részecskének láthatja. De a magasabb dimenziók pozíciójából érkező Megfigyelő, aki energiák formájában látja majd anyagi világunkat, képes lesz egy másik képet megfigyelni ugyanannak az elektronnak a szerkezetéről. Különösen, hogy az ezt az elektront alkotó információs téglák kizárólag egy energiahullám (egy kiterjesztett spirál) tulajdonságait fogják mutatni. Ráadásul ez a hullám végtelen lesz a térben. Egyszerűen fogalmazva, magának az elektronnak a helyzete a valóság általános rendszerében olyan, hogy az anyagi világban mindenhol elhelyezkedni fog.

Anasztázia: Mondhatjuk, hogy létezni fog, függetlenül attól, hogy a háromdimenziós világ Megfigyelőiként látjuk-e vagy sem?

Rigden: Igen. Ennek megértéséhez nézzünk egy másik példát - tükörrel. Tegyük fel, hogy több alapvető információs építőelem olyan struktúrát alkot, amely egy helyi pontot, egy bizonyos objektumot reprezentál. Helyezzük el egy olyan helyiség közepére, amelyben sok tükör van elhelyezve bizonyos szögben úgy, hogy mindegyikben visszaverődik. Tehát a tárgy a szoba közepén van, minden tükörben visszatükröződik, ráadásul mi látjuk, ezért a róla szóló információ is a tudatunkban van. Egyszóval az objektumról szóló információk egyszerre több helyen is jelen vannak. És ha eltávolítjuk az egyik tükröt, akkor nem fogjuk megfigyelni ezt a tárgyat azon a helyen. De amikor visszatesszük a tükröt, újra megjelenik. Ez elvileg azt jelenti, hogy a róla szóló információk nem tűntek el. Csak arról van szó, hogy az információ megnyilvánulásának bizonyos feltételei között egy tárgyat látunk, de a feltételek megváltoztak - nem látjuk. Ez az objektum azonban tárgyilagosan továbbra is létezik ezen a helyen információs értelemben. A reflexiónak lehet folyamatos áramlása, ami azt jelenti, hogy ez a tárgy egy adott helyiség minden pontján (és mellesleg nem csak a helyiségben, hanem a helyiségen túli térben is) ott van, függetlenül attól, hogy látjuk-e vagy sem.

A kvantumfizika szerint az, hogy egy elektron részecskeállapotban marad-e, a mérési vagy megfigyelési aktustól függ. Más szóval, a mérhetetlen és nem megfigyelhető elektron nem részecskeként, hanem hullámként viselkedik. Ebben az esetben egy egész valószínűségi mező van számára, hiszen itt és most sok helyen van egyszerre, vagyis szuperpozíció állapotban. Sőt, annak ellenére, hogy az elektron több pozíciót foglal el, ugyanaz az elektron és ugyanaz a hullám lesz. A szuperpozíció annak a lehetősége, hogy egyidejűleg minden lehetséges alternatív állapotban tartózkodjunk a választásig, amíg a Megfigyelő el nem végez egy mérést (egy adott objektum számítását). Amint a Megfigyelő az elektron viselkedésére összpontosítja a figyelmét, az elektron értelemben azonnal részecskévé omlik, azaz hullámból anyagi tárggyá válik, melynek helyzete lokalizálható. Egyszóval a Megfigyelő választásának mérése után egyetlen objektum csak egy helyen fog elhelyezkedni.

Anasztázia: Ó, ez érdekes információ! A kvantumfizika eredményei értékesnek bizonyulnak azok számára, akik önfejlesztéssel foglalkoznak. Ez valamilyen módon megmagyarázza az okot, amiért az ember kudarcot vall a meditációban. Hiszen mi járul hozzá a meditációs folyamat úgymond „materializálódásához”, vagyis a hullámból az anyagi állapotba való átmenethez, amelyben az energia ismét elnyeri az anyag tulajdonságait? Ez az állati természet megfigyelése és irányítása. Vagyis a meditáció nem működik, ha a megszokott, napi tudatállapotra jellemző gondolkodási folyamatok be vannak kapcsolva. Ugyanakkor az agy folyamatosan próbál azonosítani valamit, és lokalizálni a megfigyelés tárgyát. Ez a helyzet akkor alakul ki, ha meditáció közben a Személyiség nem merül el kellőképpen egy megváltozott tudatállapotban, vagy elveszti az uralmát ezen állapot felett. Ez lehetővé teszi, hogy az Állati természet beavatkozzon a megfigyelési folyamatba, aminek eredményeként asszociatív képek születnek és az Igazság elveszik. A hullám átmegy anyaggá. De amint „kikapcsolod az agyat” a gondolkodási folyamataival, és teljes mértékben belemerülsz a meditációba, mély érzéseid megnyilvánulásának köszönhetően, tudati tágulás következik be, és a Spirituális princípiumból megfigyelt anyag hullámmá változik. Összeolvadsz a világ valódi valóságával, eggyé válsz vele, és egyben átérezed annak minden sokszínűségét, mintha sokan lennél, és mindenhol ott lennél. Ekkor következik be a valódi meditáció, mint az Igazság megismerésének folyamata.

Rigden: Teljesen igaza van. Az Állati természet világa az anyag uralmának és törvényeinek világa. Isten világa a tökéletes energiák világa. Amikor meditációban vagy, megváltozott tudatállapotban, részesévé válsz a folyamatnak, az itteni isteni megnyilvánulásnak. Amint az állati természetből származó Megfigyelő bekapcsolódik benned, úgy tűnik számodra, hogy az anyag feletti irányításod ténye beigazolódott. Valójában az a tény, hogy az anyag (Állati Elme) irányít feletted, bebizonyosodott. Ennek eredményeként csak egy megnyilvánultabb anyagi tárggyá válik, sőt, az általános anyag (test, a latin corpusculum - „test”, „a legkisebb anyagrészecske”) korpuszkuláris tárgyává válik, és engedelmeskedik annak törvényeinek. Ha hullámállapotba váltasz, részese leszel az isteni megnyilvánulásnak ebben a világban, vagyis a Spirituális természetből származó Megfigyelővé válsz. Ezért mondják: ami több benned, az leszel.

A meditáció állapotában a hétköznapi érzékelés eltűnik. Egy tapasztalt meditáló számára különösen, ha figyelembe vesszük állapotát a „lótuszvirág” spirituális gyakorlatban, a tudat valóban jelentősen kitágul, túlmutat az ismerős világ határain. Az ember úgy érzi, hogy mindenhol egy időben van. Azt mondhatjuk, hogy a szuperpozíció a kvantumfizikában, a hullámállapot megszerzése ugyanaz, mint a meditációban a magasabb dimenziókba való belépés állapotának elsajátítása, ahol már nincs jelen az anyag. Szuperpozíció meditációs állapotban az, amikor „látod”, mély érzésekkel való átérzés értelmében az egész világot és annak különféle megnyilvánulásait. De amint a Megfigyelő valamilyen tárgyra koncentrál, tudata beszűkül, és a megfigyelés tárgyára korlátozódik. Vagyis amint választasz, és konkrét részletekre összpontosítasz, a hullám anyaggá változik. Végül is, ha a részletekre koncentrál, a térfogati érzékelés eltűnik, és csak a részletek maradnak meg. Az állati természetből származó gondolatok egyfajta eszköz, erő a tárgyak materializálására, a lelki természetből származó érzések pedig a tudat kiterjesztésének, magasabb dimenziók elérésének erői.

Anasztázia: Igen, milyen bonyolult ez a világ, és mennyire nyilvánvalóak lehetnek benne az egyszerű dolgok.

Rigden: Tehát a kvantumfizikával kapcsolatban... A Figyelőnek ez a koncepciója egyrészt kitágította a tudósok tudásának határait, másrészt zsákutcába vezetett. Hiszen a szupermegfigyelő helyzete azt bizonyítja, hogy létezik valami hatalmas erő, amely képes kívülről befolyásolni az Univerzumot, annak minden objektumát és a benne végbemenő összes folyamatot.

Anasztázia: Valójában ez egy másik módja annak, hogy tudományosan bizonyítsa Isten létezését?

Rigden: Igen. Az embernek lelke van, mint az isteni erő részecskéje. Minél inkább átalakítja belső világát, annál jobban összeolvad Személyisége a Lélekkel, felfedi magát Isten előtt, annál inkább megerősödik lelkileg, és lehetőséget nyer arra, hogy magasabb dimenziókból befolyásolja az anyagi világot. És minél több ilyen ember van, annál jelentősebb és elterjedtebb ez a befolyás. A Super Observer Isten, aki mindent befolyásolhat. Az ember pedig, mint a Szellemi természetből származó Megfigyelő, Megfigyelő, aki be tud szólni a világ folyamataiba, és mikroszinten megváltoztatja azokat. Az emberek természetesen hozzáférhetnek bizonyos manipulációkhoz az anyaggal az állati természetből származó Megfigyelő pozíciójából. De az ember csak akkor kap valódi hatást, ha a szellemi természetből származó Megfigyelője aktiválódik.”

Az ír tudós, D. Stoney M. Faraday elektrolízis törvényei alapján azt a hipotézist állította fel, hogy az atomban elemi töltés van. És 1891-ben Stoney azt javasolta, hogy ezt a töltést elektronnak nevezzék. Az elektronon lévő töltés mértékét gyakran e vagy jelöléssel jelölik.

Az elektrolízis törvényei még nem bizonyítják az elektron elemi elektromos töltésként való létezését. Így az volt a vélemény, hogy minden egyértékű ionnak különböző töltése lehet, és átlagos értéke megegyezik az elektron töltésével. Az elemi töltés természetben való létezésének bizonyításához az egyes ionok töltéseit kellett mérni, nem pedig a teljes elektromosság mennyiségét. Ezenkívül nyitva maradt a kérdés, hogy a töltés kapcsolatban áll-e az anyag bármely részecskéjével. E kérdések megoldásához J. Perrin és J. Thomson jelentõsen járult hozzá. Tanulmányozták a katódsugár-részecskék mozgásának törvényeit elektromos és mágneses térben. Perrin kimutatta, hogy a katódsugarak olyan részecskék áramlása, amelyek negatív töltést hordoznak. Thomson megállapította, hogy ezeknek a részecskéknek egyenlő töltés/tömeg aránya van:

Ezenkívül Thomson kimutatta, hogy a különböző gázok esetében a katódsugár-részecskék aránya azonos, és nem függ attól az anyagtól, amelyből a katód készült. Ebből arra következtethetnénk, hogy a különböző elemek atomjait alkotó részecskék azonosak. Maga Thomson arra a következtetésre jutott, hogy az atomok oszthatók. A negatív töltésű és nagyon kis tömegű részecskék bármilyen anyag atomjából kiszakíthatók. Mindezek a részecskék azonos tömeggel és azonos töltéssel rendelkeznek. Az ilyen részecskéket elektronoknak nevezték.

Millikan és Ioffe kísérletei

R. Millikan amerikai tudós kísérletileg bebizonyította, hogy létezik elemi töltés. Kísérleteiben olajcseppek mozgási sebességét mérte egyenletes elektromos térben, amely két elektromos lemez között jött létre. A csepp töltődött, amikor ütközött az ionnal. Összehasonlították egy töltés nélküli csepp mozgási sebességét és ugyanazt a cseppet egy ionnal való ütközés után (amely töltést kapott). A lemezek közötti térerősség ismeretében kiszámítottuk a csepp töltését.

Millikan kísérleteit megismételte A.F. Ioff. Fémfoltokat használt olajcseppek helyett. A lemezek közötti térerősség változtatásával Ioffe egyenlőséget ért el a gravitációs erő és a Coulomb-erő között, miközben a porrészecske mozdulatlan maradt. A porszemet ultraibolya fénnyel világították meg. Ugyanakkor a töltése megváltozott, hogy kiegyenlítse a gravitációs erőt, módosítani kellett a térerőt. A kapott intenzitásértékek alapján a tudós megítélte a porrészecske elektromos töltéseinek arányát.

Millikan és Ioffe kísérletei kimutatták, hogy a porrészecskék és cseppek töltése mindig hirtelen változott. A díj minimális változása egyenlő volt:

Bármely töltött test elektromos töltése egyenlő egy egész számmal, és többszöröse az elektron töltésének. Most van olyan vélemény, hogy vannak elemi részecskék - kvarkok, amelyek tört töltéssel rendelkeznek ().

Így az elektrontöltés egyenlőnek tekinthető:

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

2. PÉLDA

Az elektron egy elemi részecske, amely az anyag szerkezetének egyik fő egysége. Az elektron töltése negatív. A legpontosabb méréseket a huszadik század elején Millikan és Ioffe végezte.

Az elektrontöltés mínusz 1,602176487 (40)*10 -1 9 C.

A többi legkisebb részecskék elektromos töltését ezen az értéken keresztül mérjük.

Az elektron általános fogalma

A részecskefizika azt mondja, hogy az elektron oszthatatlan és nincs szerkezete. Részt vesz elektromágneses és gravitációs folyamatokban, és a lepton csoportba tartozik, akárcsak antirészecskéje, a pozitron. Más leptonok közül a legkönnyebb súlyú. Ha elektronok és pozitronok ütköznek, az megsemmisül. Egy ilyen pár keletkezhet a részecskék gamma-kvantumából.

A neutrínók mérése előtt az elektront tekintették a legkönnyebb részecskének. A kvantummechanikában a fermionok közé sorolják. Az elektronnak is van mágneses momentuma. Ha egy pozitron is benne van, akkor a pozitront pozitív töltésű részecskeként osztják fel, az elektront pedig negatív töltésű részecskének nevezzük negatronak.

Az elektronok kiválasztott tulajdonságai

Az elektronokat a leptonok első generációjába sorolják, részecskék és hullámok tulajdonságaival. Mindegyikük kvantumállapottal rendelkezik, amelyet az energia mérése, a spin orientáció és egyéb paraméterek határoznak meg. A fermionokhoz való tartozása azon keresztül mutatkozik meg, hogy nem lehet egyszerre két elektron ugyanabban a kvantumállapotban (a Pauli-elv szerint).

Ugyanúgy vizsgálják, mint egy periodikus kristálypotenciálban lévő kvázirészecskét, amelynek effektív tömege jelentősen eltérhet a nyugalmi tömegétől.

Az elektronok mozgása révén elektromos áram, mágnesesség és termikus emf lép fel. A mozgásban lévő elektron töltése mágneses teret képez. Egy külső mágneses tér azonban eltéríti a részecskét az egyenes iránytól. Felgyorsításkor az elektron képessé válik arra, hogy fotonként elnyelje vagy kibocsássa az energiát. Sokaságát elektronikus atomi héjak alkotják, amelyek száma és elhelyezkedése határozza meg a kémiai tulajdonságokat.

Az atomtömeg főként mag protonokból és neutronokból áll, míg az elektronok tömege a teljes atomtömeg mintegy 0,06%-át teszi ki. Az elektromos Coulomb-erő az egyik fő erő, amely képes az elektront az atommag közelében tartani. De amikor az atomokból molekulák jönnek létre, és kémiai kötések keletkeznek, az elektronok újra eloszlanak a kialakult új térben.

A nukleonok és a hadronok részt vesznek az elektronok megjelenésében. A radioaktív tulajdonságokkal rendelkező izotópok képesek elektronokat kibocsátani. Laboratóriumokban ezeket a részecskéket speciális műszerekkel lehet tanulmányozni, és például a teleszkópok képesek kimutatni a belőlük érkező sugárzást a plazmafelhőkben.

Nyítás

Az elektront német fizikusok fedezték fel a 19. században, amikor a sugarak katódtulajdonságait tanulmányozták. Aztán más tudósok elkezdték részletesebben tanulmányozni, és külön részecske rangjára emelték. A sugárzást és más kapcsolódó fizikai jelenségeket tanulmányozták.

A Thomson vezette csapat például megbecsülte az elektron töltését és a katódsugár tömegét, amelyek kapcsolata – mint megállapították – nem függ az anyagi forrástól.
Becquerel pedig azt találta, hogy az ásványok önmagukban bocsátanak ki sugárzást, és béta-sugaraikat elektromos tér hatására képesek eltéríteni, és a tömeg és a töltés aránya megegyezik a katódsugarak arányával.

Atomelmélet

Ezen elmélet szerint az atom egy magból és a körülötte lévő elektronokból áll, felhőben elrendezve. Bizonyos kvantált energiaállapotban vannak, melynek változása fotonok abszorpciós vagy emissziós folyamatával jár együtt.

Kvantummechanika

A huszadik század elején megfogalmazták azt a hipotézist, amely szerint az anyagrészecskék maguknak a részecskéknek és a hullámoknak is megvannak a tulajdonságai. A fény hullám (de Broglie hullám) és részecskék (fotonok) formájában is megjelenhet.

Ennek eredményeként megfogalmazódott a híres Schrödinger-egyenlet, amely az elektronhullámok terjedését írta le. Ezt a megközelítést kvantummechanikának nevezték. Ezt használták a hidrogénatom elektronenergia-állapotainak kiszámítására.

Az elektron alapvető és kvantumtulajdonságai

A részecske alapvető és kvantumtulajdonságokat mutat.

Az alapvetőek közé tartozik a tömeg (9,109 * 10 -31 kilogramm), az elemi elektromos töltés (vagyis a töltés minimális része). Az eddig elvégzett mérések szerint az elektron nem tartalmaz olyan elemeket, amelyek feltárhatnák a szerkezetét. Egyes tudósok azonban azon a véleményen vannak, hogy ez egy pontszerű töltésű részecske. Ahogy a cikk elején jeleztük, az elektronikus elektromos töltés -1,602 * 10 -19 C.

Míg az elektron részecske, egyidejűleg hullám is lehet. Egy két réssel végzett kísérlet megerősíti annak lehetőségét, hogy mindkettőn egyidejűleg áthaladjon. Ez ütközik a részecske tulajdonságaival, ahol egyszerre csak egy résen lehet áthaladni.

Úgy tekintjük, hogy az elektronok azonos fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezért ezek átrendeződése a kvantummechanika szempontjából nem vezet a rendszer állapotának változásához. Az elektronhullámfüggvény antiszimmetrikus. Ezért megoldásai eltűnnek, amikor az azonos elektronok ugyanabba a kvantumállapotba kerülnek (Pauli-elv).

Elektron. Az elektron oktatása és szerkezete. Az elektron mágneses monopólusa.

(folytatás)

4. rész. Az elektron szerkezete.

4.1. Az elektron egy kétkomponensű részecske, amely csak két szupersűrű (sűrűsödött, koncentrált) mezőből áll - az elektromos mező-mínusz és a mágneses mező-N. Ahol:

a) az elektronsűrűség a Természetben lehetséges legnagyobb;

b) elektronméretek (D = 10 -17 cm vagy kevesebb) - a természetben minimális;

c) az energiaminimalizálás követelményének megfelelően minden részecskének - elektronoknak, pozitronoknak, frakcionált töltésű részecskéknek, protonoknak, neutronoknak stb. - gömb alakúnak kell lennie (és kell lennie);

d) máig ismeretlen okokból, függetlenül a „szülő” foton energiaértékétől, abszolút minden elektron (és pozitron) abszolút azonosnak születik paramétereiben (például abszolút minden elektron és pozitron tömege 0,511 MeV).

4.2. „Megbízhatóan megállapították, hogy az elektron mágneses tere ugyanaz, mint a tömege és a töltése. Az összes elektron mágneses tere azonos, tömegük és töltésük is (c) Ez automatikusan lehetővé teszi számunkra, hogy egyértelmű következtetést vonjunk le az elektron tömegének és töltésének egyenértékűségéről, vagyis az elektron tömegéről. a töltés egyenértéke, és fordítva - az elektron töltése a tömeg ekvivalense (pozitronnál - hasonlóan).

4.3. Ez az ekvivalencia tulajdonság a kvarkok alapját képező törttöltésű (+2/3) és (-1/3) részecskékre is érvényes. Vagyis: a pozitron, az elektron és az összes töredékrészecske tömege megegyezik a töltésükkel, és fordítva - ezeknek a részecskéknek a töltései a tömeggel egyenértékűek. Ezért az elektron, a pozitron és az összes töredékrészecske fajlagos töltése azonos (const), és egyenlő 1,76 * 10 11 Kl/kg.

4.4. Mert a az elemi energiakvantum automatikusan elemi tömegkvantum, akkor az elektron tömegének (figyelembe véve a töredékrészecskék 1/3 és 2/3 jelenlétét) kell lennieértékeket , három negatív félkvantum tömegének többszörösei. (Lásd még: Foton. A foton szerkezete. A mozgás elve. 3.4. bekezdés.)

4.5. Az elektron belső szerkezetének meghatározása több okból is nagyon nehéz, de legalábbis elsőre érdemes megvizsgálni két komponens (elektromos és mágneses) hatását az elektron belső szerkezetére. Lásd az ábrát. 7.

7. ábra. Az elektron belső szerkezete, opciók:

1.opció. Minden pár negatív félkvantum lebeny "mikroelektronokat" alkot, amelyek aztán elektront alkotnak. Ebben az esetben a „mikroelektronok” számának háromszorosának kell lennie.

2. lehetőség. Az elektron egy kétkomponensű részecske, amely két dokkolt független félgömb alakú monopólusból áll - elektromos (-) és mágneses (N).

3. lehetőség. Az elektron egy kétkomponensű részecske, amely két monopólusból áll - elektromos és mágneses. Ebben az esetben egy gömb alakú mágneses monopólus található az elektron közepén.

4-es számú lehetőség. Egyéb opciók.

Láthatóan szóba jöhet egy lehetőség, amikor az elektronon belül elektromos (-) és mágneses mezők (N) nemcsak kompakt monopólusok formájában létezhetnek, hanem homogén anyag formájában is, azaz gyakorlatilag szerkezet nélküli anyagot alkothatnak. ? kristályos? homogén? részecske. Ez azonban erősen kétséges.

4.6. A megfontolásra javasolt lehetőségek mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai, például:

a) Opciók 1. sz. Az ilyen kialakítású elektronok lehetővé teszik az 1/3-os többszörös tömegű és töltésű frakcionált részecskék könnyű kialakítását, ugyanakkor megnehezítik az elektron saját mágneses mezőjének magyarázatát.

b) 2. lehetőség. Ez az elektron, amikor az atommag körül mozog, elektromos monopólusával folyamatosan az atommag felé orientálódik, és ezért csak két lehetősége van a tengelye körüli forgásra - az óramutató járásával megegyező vagy ellentétes (Pauli-kizárás?), stb.

4.7. A jelzett (vagy újonnan javasolt) lehetőségek mérlegelésekor feltétlenül figyelembe kell venni az elektron tényleges tulajdonságait és jellemzőit, valamint számos kötelező követelményt, például:

elektromos mező jelenléte (töltés);

mágneses mező jelenléte;

Egyes paraméterek egyenértékűsége, például: az elektron tömege ekvivalens a töltésével és fordítva;

Képes frakcionált részecskéket képezni, amelyek tömege és töltése többszöröse 1/3;

Kvantumszámok halmazának elérhetősége, spin stb.

4.8. Az elektron kétkomponensű részecskeként jelent meg, melynek egyik fele (1/2) egy sűrűsödött elektromos tér-mínusz (elektromos monopólus-mínusz), a második fele (1/2) pedig egy sűrűsödött mágneses tér (mágneses monopólus). -N). Azonban szem előtt kell tartani, hogy:

Az elektromos és mágneses mezők bizonyos körülmények között egymást generálhatják (egymásba fordulhatnak);

Az elektron nem lehet egykomponensű részecske, és 100%-ban mínusz mezőből áll, mivel az egyszeresen töltött mínusz mező a taszító erők hatására lebomlik. Ezért kell lennie egy mágneses komponensnek az elektronban.

4.9. Sajnos ebben a munkában nem lehet teljes körűen elemezni a javasolt lehetőségek összes előnyeit és hátrányait, és kiválasztani az egyetlen helyes lehetőséget az elektron belső szerkezetére.

5. rész. „Az elektron hullámtulajdonságai”.

5.1. „1924 végére. általánosan elfogadottá vált az a nézőpont, amely szerint az elektromágneses sugárzás részben hullámként, részben részecskékként viselkedik... És ekkor támadt az akkor még végzős francia Louis de Broglie-nak egy zseniális ötlete: miért ne lehetne ugyanez az anyagra? Louis de Broglie ellentétes munkát végzett a részecskékkel, mint Einstein a fényhullámokkal. Einstein az elektromágneses hullámokat a fény részecskéihez kapcsolta; de Broglie a részecskék mozgását összekapcsolta a hullámok terjedésével, amit anyaghullámoknak nevezett. De Broglie hipotézise a fénysugarak és az anyagrészecskék viselkedését leíró egyenletek hasonlóságán alapult, és tisztán elméleti jellegű volt. Kísérleti tényekre volt szükség, hogy megerősítsék vagy megcáfolják (c)

5.2. „1927-ben K. Davisson és K. Germer amerikai fizikusok felfedezték, hogy amikor az elektronok „visszaverődnek” egy nikkelkristály felületéről, bizonyos visszaverődési szögeknél maximumok jelennek meg. Hasonló adatok (maximumok megjelenése) már a röntgenhullámok kristályszerkezeteken történő diffrakciójának megfigyeléséből is rendelkezésre álltak. Ezért ezeknek a maximumoknak a visszavert elektronnyalábokban való megjelenése más módon nem magyarázható, csak a hullámokra és diffrakciójukra vonatkozó elképzelések alapján. Így a részecskék – az elektronok – hullámtulajdonságait (és de Broglie hipotézisét) kísérletekkel igazoltuk. .”(c)

5.3. Azonban a foton korpuszkuláris tulajdonságainak megjelenési folyamatának a jelen munkában felvázolt vizsgálata (lásd 5. ábra) meglehetősen egyértelmű következtetéseket tesz lehetővé:

a) ahogy a hullámhossz 10-ről csökken -4 10-re - 10 (C)(C)(C)(C)(C) látni, ahogy a foton elektromos és mágneses tere sűrűsödik

(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C) b) amikor az elektromos és a mágneses tér sűrűsödik az „osztóvonalon”, a mezők „sűrűségének” rohamos növekedése kezdődik, és már a röntgentartományban a térsűrűség összemérhető a „közönséges” mező sűrűségével. " részecske.

c) ezért a röntgenfoton, amikor kölcsönhatásba lép egy akadállyal, már nem hullámként verődik vissza az akadályról, hanem részecskeként kezd visszaverődni róla.

5.4. Azaz:

a) már a lágy röntgen tartományban a fotonok elektromágneses tere olyan sűrűvé vált, hogy nagyon nehéz észlelni hullámtulajdonságaikat. Idézet: "Minél rövidebb a foton hullámhossza, annál nehezebb a hullám tulajdonságait észlelni, és annál kifejezettebbek a részecske tulajdonságai."

b) a kemény röntgen- és gamma-tartományban a fotonok 100%-os részecskékként viselkednek, és szinte lehetetlen hullámtulajdonságokat kimutatni bennük. Vagyis: a röntgen- és gamma-foton teljesen elveszíti a hullám tulajdonságait, és száz százalékos részecskévé alakul. Idézet: „A röntgen- és gamma-tartományban lévő kvantumok energiája olyan magas, hogy a sugárzás szinte teljesen úgy viselkedik, mint egy részecskefolyam” (c).

c) ezért a röntgenfoton kristály felületéről történő szórásával kapcsolatos kísérletekben már nem hullám volt, hanem egy közönséges részecske, amely a kristály felületéről visszapattanva megismételte a kristályrács szerkezetét.

5.5. K. Davisson és K. Germer kísérletei előtt már voltak kísérleti adatok a röntgenhullámok diffrakciójának megfigyelésére kristályszerkezeteken. Ezért, miután hasonló eredményeket értek el az elektronok nikkelkristályon való szóródásával kapcsolatos kísérletekben, automatikusan hullámtulajdonságokat tulajdonítottak az elektronnak. Az elektron azonban egy „szilárd” részecske, amelynek valódi nyugalmi tömege, méretei stb. van. Nem az elektronrészecske viselkedik fotonhullámként, hanem a röntgenfoton rendelkezik (és mutat) minden tulajdonsággal. egy részecske. Az akadályról nem az elektron, mint foton, hanem a röntgenfoton, amely részecskeként verődik vissza az akadályról.

5.6. Ezért: az elektronnak (és más részecskéknek) nem volt, nincs és nem is lehet „hullámtulajdonsága”. És nincsenek előfeltételei, még kevésbé lehetőségei ennek a helyzetnek a megváltoztatására.

6. rész Következtetések.

6.1. Az elektron és a pozitron az első és alapvető részecskék, amelyek jelenléte meghatározta a kvarkok, a protonok, a hidrogén és a periódusos rendszer összes többi elemének megjelenését.

6.2. Történelmileg az egyik részecskét elektronnak nevezték, és mínuszjelet (anyag), a másikat pozitronnak nevezték, és pluszjelet (antianyag). „Megállapodtak abban, hogy egy elektron negatív elektromos töltését tekintik egy korábbi megállapodásnak megfelelően, amely szerint az elektromosított borostyán töltését negatívnak nevezik” (c).

6.3. Elektron csak pozitronnal (elektron-pozitron párban) jelenhet meg (megjelenhet = megszületett). Legalább egy „párosítatlan” (egyetlen) elektron vagy pozitron megjelenése a Természetben megsérti a töltés megmaradásának törvényét, az anyag általános elektromos semlegességét, és technikailag lehetetlen.

6.4. Az elektron-pozitron pár kialakulása egy töltött részecske Coulomb-mezőjében az elemi fotonkvantumok hosszirányú két részre osztása után következik be: negatív - amelyből mínusz részecske (elektron) képződik és pozitív -, amelyből plusz részecske (pozitron) keletkezik. Az elektromosan semleges foton hosszirányban két teljesen egyenlő tömegű, de töltésükben (és mágneses mezőiben) eltérő részre oszlása ​​a foton természetes tulajdonsága, amely a töltésmegmaradás törvényeiből adódik, stb. ” még jelentéktelen mennyiségű „plusz részecskék” elektronja, és a pozitron „belseje” – a „mínusz részecske” – kizárt. Az anyafoton elektronon és protonon belüli elektromosan semleges „részecskék” (maradványok, darabok, töredékek stb.) jelenléte szintén kizárt.

6.5. Ismeretlen okokból abszolút minden elektron és pozitron szabványos „maximum-minimum” részecskeként születik (azaz nem lehet nagyobb és nem lehet kisebb tömegben, töltésben, méretben és egyéb jellemzőkben). Kisebb vagy nagyobb plusz részecskék (pozitronok) és mínusz részecskék (elektronok) keletkezése elektromágneses fotonokból kizárt.

6.6. Az elektron belső szerkezetét egyedileg előre meghatározza megjelenési sorrendje: az elektron kétkomponensű részecskeként jön létre, amely 50%-ban sűrűsödött elektromos tér-mínusz (elektromos monopólus-mínusz), 50%-ban pedig sűrűsödött mágnes. mező (mágneses monopólus-N). Ez a két monopólus különböző töltésű részecskéknek tekinthető, amelyek között kölcsönös vonzás (tapadás) erők keletkeznek.

6.7. Mágneses monopólusok léteznek, de nem szabad formában, hanem csak egy elektron és egy pozitron alkotóelemeiként. Ebben az esetben a mágneses monopólus (N) az elektron, a mágneses monopólus (S) pedig a pozitron szerves része. Az elektronban „belül” mágneses komponens jelenléte kötelező, hiszen csak egy mágneses monopólus (N) tud nagyon erős (és soha nem látott erősségű) kötést kialakítani egy egyszeresen töltött elektromos monopólus-mínusszal.

6.8. Az elektronok és pozitronok a legnagyobb stabilitásúak, és olyan részecskék, amelyek bomlása elméletileg és gyakorlatilag lehetetlen. Oszthatatlanok (töltés és tömeg szempontjából), vagyis egy elektron vagy pozitron spontán (vagy kényszerített) több kalibrált vagy „különböző méretű” részre osztódása kizárt.

6.9. Az elektron örök, és nem tud „eltűnni”, amíg nem találkozik egy másik részecskével, amelynek elektromos és mágneses töltése egyenlő nagyságú, de ellentétes előjelű (pozitron).

6.10. Mivel az elektromágneses hullámokból csak két standard (kalibrált) részecske jelenhet meg: egy elektron és egy pozitron, így ezek alapján csak szabványos kvarkok, protonok és neutronok jelenhetnek meg. Ezért a mi és az összes többi univerzum minden látható (barion) anyaga ugyanazokból a kémiai elemekből (periódusos rendszerből) áll, és ugyanazok a fizikai állandók és alapvető törvények, hasonlóan a „mi” törvényeinkhez, mindenhol érvényesülnek. „Más” elemi részecskék és „más” kémiai elemek megjelenése a végtelen tér bármely pontján kizárt.

6.11. Univerzumunkban minden látható anyag fotonokból (feltehetően a mikrohullámú tartományból) keletkezett az egyetlen lehetséges séma szerint: foton → elektron-pozitron pár → frakcionált részecskék → kvarkok, gluon → proton (hidrogén). Ezért Univerzumunk összes „szilárd” anyaga (beleértve a Homo sapiens-t is) fotonok kondenzált elektromos és mágneses mezője. Kialakulásához nem volt más „anyag” a Kozmoszban, nincs és nem is lehet.

P.S. Az elektron kimeríthetetlen?

Tehát az elektron egy elemi részecske, amely negatív töltésű. Az elektronok alkotják a mindent alkotó anyagot. Vegyük észre azt is, hogy az elektron egy fermion, ami a félegész spinjét jelzi, ráadásul kettős természetű, hiszen lehet anyagrészecske vagy hullám is. Ha a tulajdonságát tömegnek tekintjük, akkor az első lényege implikált.

Az elektron tömege ugyanolyan természetű, mint bármely más makroszkopikus objektum, de minden megváltozik, amikor az anyagrészecskék mozgási sebessége megközelíti a fénysebességet. Ebben az esetben a relativisztikus mechanika lép életbe, amely a klasszikus mechanika szuperhalmaza, és kiterjed a testek nagy sebességű mozgásának eseteire.

Tehát a klasszikus mechanikában a „nyugalmi tömeg” fogalma nem létezik, mert úgy gondolják, hogy a test tömege mozgása során nem változik. Ezt a körülményt kísérleti tények is megerősítik. Ez a tény azonban csak közelítés alacsony sebesség esetén. Alacsony sebesség alatt a fénysebességnél jóval kisebb nagyságú sebességet értünk. Abban a helyzetben, amikor egy test sebessége összemérhető a fénysebességgel, bármely test tömege megváltozik. Ez alól az elektron sem kivétel. Sőt, ez a mintázat kellő jelentőségű kifejezetten a mikrorészecskék esetében. Ezt az indokolja, hogy a mikrokozmoszban lehetségesek olyan nagy sebességek, amelyeknél észrevehetővé válnak a tömegváltozások. Ráadásul mikroszkopikus léptékben ez a hatás folyamatosan jelentkezik.

Az elektrontömeg növekedése

Tehát, amikor a részecskék (elektronok) relativisztikus sebességgel mozognak, tömegük megváltozik. Ráadásul minél nagyobb a részecske sebessége, annál nagyobb a tömege. Ahogy egy részecske sebessége megközelíti a fénysebességet, tömege a végtelenbe hajlik. Abban az esetben, ha a részecske sebessége nulla, a tömeg egyenlővé válik egy állandóval, amelyet nyugalmi tömegnek nevezünk, beleértve az elektron nyugalmi tömegét is. Ennek a hatásnak az oka a részecske relativisztikus tulajdonságaiban rejlik.

A tény az, hogy egy részecske tömege egyenesen arányos az energiájával. Ugyanez viszont egyenesen arányos a részecske mozgási energiájának és nyugalmi energiájának összegével, amely tartalmazza a nyugalmi tömeget. Így ebben az összegben az első tag a mozgó részecske tömegének növekedését okozza (az energiaváltozás következtében).

Az elektron nyugalmi tömegének számértéke

Az elektron és más elemi részecskék nyugalmi tömegét általában elektronvoltban mérik. Egy elektronvolt egyenlő azzal az energiával, amelyet egy elemi töltés egy voltos potenciálkülönbség leküzdésére fordít. Ezekben az egységekben az elektron nyugalmi tömege 0,511 MeV.