| 8695912 9216 5224 943 1instruments, [s. 1.], 1971. Г.А.Гольдберг.
ЭЛЕКТРОН (символ е~, е), первая элементарная частица, открытая в физике; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрич. заряда в природе. Э.- составная часть атомов; их число в нейтральном атоме равно атомному номеру, т. е. числу протонов в ядре.
Совр. значения заряда (е) и массы (те) Э. равны:
е = - 4,803242(14)*10-10 ед. СГСЭ = - 1,6021892(46)*10-19 кулон, т, = 0,9109534(47)*10-27 г = 0,5110034(14) Мэв/с2 где с - скорость света в вакууме (в скобках после числовых значений величин указаны ср. квадратичные ошибки в последних значащих цифрах). Спин Э. равен 1/2 (в единицах Планка постоянной h), и, следовательно, Э. подчиняются Ферми - Дирака статистике. Магнитный момент Э. - ме = = l,0011596567(35)мo, где м0 - магнетон Бора. Э.- стабильная частица и относится к классу лептонов.
Установление существования Э. было подготовлено трудами многих выдающихся исследователей; в 1897 Э. был открыт Дж. Дж. Томсоном. Назв. "Э". [первоначально предложенное англ, учёным Дж. Стони (1891) для заряда одновалентного иона] происходит от греч. слова elektron, что означает янтарь. Электрич. заряд Э. условились считать отрицательным в соответствии с более ранним соглашением называть отрицательным заряд наэлектризованного янтаря (см. Электрический заряд). Античастица Э. - позитрон (е+) открыта в 1932.
Э. участвует в электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействиях и проявляет многообразие свойств в зависимости от типа взаимодействий. В классич. электродинамике Э. ведёт себя как частица, движение к-рой подчиняется Лоренца - Максвелла уравнениям. Понятие "размер Э." не удаётся сформулировать непротиворечиво, хотя величину r0 = е2/mec2~ 10-13 см принято называть классич. радиусом Э. Причину этих затруднений удалось понять в рамках квантовой механики. Согласно гипотезе де Бройля (1924), Э. (как и все др. материальные микрообъекты) обладает не только корпускулярными, но и волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм, Волны де
Бройля). Де-бройлевская длина волны Э. равна X = 2лh/mеv, где v - скорость движения Э. В соответствии с этим Э., подобно свету, могут испытывать интерференцию и дифракцию. Волновые свойства Э. были экспериментально обнаружены в 1927 амер. физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером и независимо англ, физиком Дж. П. Томсоном (см. Дифракция частиц).
Движение Э. подчиняется уравнениям квантовой механики: Шрёдингера уравнению для нерелятивистских явлений и Дирака уравнению - для релятивистских. Опираясь на эти уравнения, можно показать, что все оптич., электрич., магнитные, химич. и механич. свойства веществ объясняются особенностями движения Э. в атомах. Наличие спина существенным образом влияет на характер движения Э. в атоме. В частности, только учёт спина Э. в рамках квантовой механики позволил объяснить периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, а также природу химической связи атомов в молекулах.
Э. - член единого обширного семейства элементарных частиц, и ему в полной мере присуще одно из осн. свойств элементарных частиц - их взаимопревращаемость. Э. может рождаться в различных реакциях, самыми известными из к-рых являются распад отрицательно заряженного мюона (м-) на электрон, электронное антинейтрино (vе) и мюонное нейтрино (vм):
м- = е- + ve + vм ,
а также бета-распад нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино:
n = р + е- + ve.
Последняя реакция является источником b-лучей при радиоактивном распаде ядер. Оба процесса - частные случаи слабых взаимодействий. Примером электромагнитных процессов, в к-рых происходят превращения Э., может служить аннигиляция электрона и позитрона на два у-кванта
е- + е+ = 2 у.
С 60-х гг. интенсивно изучаются процессы рождения сильно взаимодействующих частиц (адронов) при столкновении электронов с позитронами, напр. рождение цары пи-мезонов:
е- + е+ = л- + л+.
В конце 1974 в аналогичной реакции открыта новая элементарная частица, т. н. J/Ф-частица (см. Резонансы, Элементарные частицы).
Релятивистская квантовая теория Э. (квантовая электродинамика) - самая разработанная область квантовой теории поля, в к-рой достигнуто удивительное согласие с экспериментом. Так, вычисленное значение магнитного момента Э.
[30-05-8.jpg]
(где а = 1/137,036 - тонкой структуры постоянная) с огромной точностью совпадает с его экспериментальным значением. Однако теорию Э. нельзя считать законченной, поскольку ей присущи внутренние логич. противоречия (см. Квантовая теория поля).
Лит.: М и л л и к е н Р., Электроны (+ и -), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи, пер. с англ., М.- Л., 1939; Андерсон Д., Открытие электрона, пер.
с англ., М., 1968; Т о м с о н Г. П., Семидесятилетний электрон, пер. с англ., "Успехи физических наук", 1968, т. 94, в. 2.
Л. И. Пономарёв.
ЭЛЕКТРОН, редко употребляемое название магниевых сплавов. Под таким назв. в 20-х гг. 20 в. появились первые пром. магниевые сплавы на основе систем Mg - А1 - Zn и Mg - Mn, содержащие до 10% А1, до 3% Zn и до 2,5% Мn.
"ЭЛЕКТРОН", наименование серии сов. искусственных спутников Земли (ИСЗ) для исследования радиац. пояса Земли, космич. лучей, химич. состава околоземного космич. пространства, коротковолнового излучения Солнца и радиоизлучения галактики, микрометеоритов и др. ч Э.-1" и "Э.-З" имели массу 350 кг, диам. 0,75 м, дл. 1,3 м; "Э.-2" и "Э.-4" - массу 445 кг, диам. 1,8 м, дл. 24 м. Измерения, проведённые с помощью ИСЗ "Э.", позволили изучить временные вариации характеристик околоземного космич. пространства при различных уровнях солнечной активности. "Э." запускались попарно одной ракетой-носителем.
Полёты искусственных спутников Земли "Электрон"
Наименование
Начальные
параметры
орбиты
Дата
выпуска
Высота в перигее,
км
Высота в апогее,
км
Наклонение,
. . .
Период обращения, мин.
"Электрон - 1"...
30. 1. 64
406
7100
61
169
"Электрон - 2"...
-
460
68200
61
1360
"Электрон - 3"...
11. 7. 64
405
7040
60,86
168
"Электрон - 4"...
-
459
66235
60,87
1314
ЭЛЕКТРОН ПРОВОДИМОСТИ, электрон металлов и полупроводников, энергия к-рого находится в частично заполненной энергетич. зоне (зоне проводимости, см. Твёрдое тело). В полупроводниках при абс. нуле темп-ры электроны в зоне проводимости отсутствуют. Они появляются при повышении темп-ры, освещении, внедрении примесей и др. внеш. воздействиях. В металлах всегда есть Э. п., и их концентрация велика. При Т=0 К в металле Э. п. занимают все состояния с энерггей, меньшей энергии Ферми. Свойства Э. п. удобно описывать в терминах кинетич. теории газов, пользуясь понятиями длины свободного пробега, частоты столкновений и т. п. В полупроводниках, где число Э. п. относительно мало, газ Э. п. хорошо описывается классической Болъцмана статистикой. В металлах Э. п. образуют вырожденную Ферми-жидкость.
ЭЛЕКТРОНАРКОЗ (от электро... и наркоз), электроанестезия, способ общего обезболивания путём воздействия электрическим током на головной мозг. Наркотизирующее действие электрич. тока, подаваемого импульсами, впервые испытал на себе франц. учёный С. Ледюк в 1902. При совр. Э. применяют импульсный (с частотой от 100 Гц до 6 кгц), синусоидальный и т. н. интерференционный токи; сила тока - от 10 до 200 ма. При любой методике Э. электроды наклг бывают на лобную и затылочную области головы. Наркотизирующий эффект обусловлен снижением активности воспринимающих боль корковых и подкорковых структур головного мозга. Побочные эффекты электрич. воздействия (мышечный спазм, нарушения кровообращения и дыхания) затрудняли практич. применение метода. Развитие анестезиологии обусловило возможность использования Э. (его преимущество - быстрота достижения обезболивания и выхода из состояния наркоза, отсутствие токсич. действия, портативность аппаратуры) в качестве компонента совр. комбинированного наркоза. Специалисты, изучающие проблемы Э., с 1966 объединены в Междунар. об-во электросна и электроанестезии.
Лит.: Электронаркоз в хирургии, Таш., 1966. В. В. Сшаев.
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ, внесистемная единица энергии, равная энергии, приобретаемой частицей, несущей один элементарный заряд (заряд электрона) при перемещении в ускоряющем электрич. поле между двумя точками с разностью потенциалов 1 в. Обозначения: рус. - эв, междунар.- eV.
1 эв = 1,60219- 10-19дж. Применяются кратные един |
