Wat ass eng Elektronen? D'Mass an d'Vitesse vun engem Elektronen

Elektronen - eng fundamental ëm, eent vun deenen déi strukturell Unitéiten vun egal sinn. No der Klassifikatioun ass eng fermion (ëm mat Broscht integral spin, benannt no Physiker Enrico Fermi) an leptons (Deelchen mat Broscht ganz spin, nët am staark Interaktioun matmaachen, ee vun de véier grouss an Physik). Baryon Zuel vun den Elektronen ass null, wéi och aner leptons.

Bis viru kuerzem war et gegleeft datt den Elektronen - engem Elementarpartikelen, déi nët deelbar ass, déi keng Struktur vun engem ëm huet, mä Wëssenschaftler hunn eng aner Meenung haut. Wat ass den Elektronen op Presentatioun vun modern Physik?

Geschicht vun den Numm

Och am antike Griicheland naturalists gemierkt dass Amber, Pre-Thermodynamik mat Pelz, kleng Objeten lackelt, dh geet elektromagnéiteschen Eegeschafte. Den Numm vun der Elektronen scho aus dem griichesche ἤλεκτρον, dat heescht "Amber". De Begrëff ugeholl George. Stoney an 1894, obwuel d'ëm vum J .. Thompson an 1897 entdeckt gouf. Et war schwéier d'Ursaach vun dëser ass de klenge Mass an ze fannen Vitesse vun den Elektronen gouf eng decisif Erfahrung ze fannen. Déi éischt Biller vun der Deelchen war Charles Wilson mat engem spezielle Kamera, déi souguer an modern Experimenter benotzt ass an ass zu sengen Éiere genannt.

Eng interessant Tatsaach ass, datt eng vun den Obama fir d'Ouverture vun engem Elektronen e seet vum Benjamin Franklin ass. An 1749 entwéckelt hien d'Hypothes, datt Elektrizitéit - e Material Substanz. Et ass a senger Wierker goufen éischt Begrëffer wéi positiv an negativ Käschten, capacitor Offlossquantitéit, Batterie an elektresch Deelchen benotzt. Déi spezifesch Vitesse vun den Elektronen ass als negativ ze sinn, an der Proton - positiv.

D'Entdeckung vun den Elektronen

An 1846, war a senger Wierker benotzt d'Konzept vun enger "Atom vun Stroum", den däitsche Physiker Wilhelm Weber. Maykl Faradey entdeckt de Begrëff "Ion", déi elo ass, vläicht, weess all nach an der Schoul. D'Fro vun Elektrizitéit Natur Équipe vill z'erfëllen Geléiert wéi däitsche Physiker a Mathematiker Julius Plucker, Wan Perren, den Englänner Physiker Uilyam Kruks, Ernest Rutherford an anerer.

Also, ier Dzhozef Tompson erfollegräich sengem berühmte Experimenter ofgeschloss a bewisen der Existenz vun enger ëm méi kleng wéi en Atom ass, am Beräich vun der Aarbecht vill Wëssenschaftler an der Entdeckung wier onméiglech, hu si dës héije Aarbecht net gemaach.

Am Joer 1906 kruten Dzhozef Tompson den Nobelpräis. Erfahrung huet wéi follegt: duerch d'parallel Metal Placke vun der elektresch Terrain, cathode Ray Trägere sech huet. Da géifen se déi selwecht Aart a Weis gemaach hunn, mä an engem coil System e Magnéitfeld ze schafen. Thompson fonnt dass wann en elektrescht Feld Trägere Richtung, an déi selwecht mat stellare Aktioun observéiert ass Ee Trägere cathode Ray trajectory net geännert wann se souwuel vun dëse Felder a bestëmmte Undeeler Verdeedegung, déi op der ëm Drorakéit hänkt.

No Berechnungen geléiert Thompson, datt d'Drorakéit vun dësen Deelercher vill manner wéi d'Drorakéit vum Liicht ass, an dat soll datt si Mass hunn. Vun dësem Zäitpunkt vun der Physik hunn kommen ze gleewen dass oppen ëm Matière am Atomer abegraff déi dono vun bestätegt Rutherford. Hien nennt et "e Planetareschen Modell vum Atom."

Paradoxes vun der Quantephysik Welt

D'Fro vun wat soumat eng Elektronen komplizéiert genuch, op d'mannst bei dëser Etapp vun der Entwécklung vun der Wëssenschaft. Virun que dat, muss dir ee vun de Paradoxes vun Quantephysik Physik ze kontaktéieren, datt och d'Wëssenschaftler net erklären kënnen. Dëst ass de berühmte zwee-Sai Experimenter, déi duebel Natur vun den Elektronen erkläert.

Seng Essenz ass dat virun der "Waff", erhéicht Deelchen, Formatioun Frame mat vertikalen véiereckege Ouverture. Hannert hirem eng Mauer ass, op déi Spure vun der Hits observéiert ginn. Also muss du éischt ze verstoen, wéi wichteg doruechter. Am einfachsten ze gesinn, wéi d'Maschinn Tennis Bäll ufänken. Deel vun Glaspärelen Hierscht an der Lach, an d'Spure vun der Mauer Resultater an engem eenzege vertikalen Band dobäi. Wann bei engem gewëssen Distanz aner déi selwecht Lach Spure ze Artikel gëtt Form, respektiv, zwou Gruppen.

D'Wellen behuelen och anescht an esou enger Situatioun. Wann der Mauer Spure vun enger Kollisioun mat engem Deel, am Fall vun enger Ouverture Band Show wäert och eent ginn. Allerdéngs Saache sinn am Fall vun den zwee Schlitzer änneren. Wave laanschtgoungen duerch d'Lächer, a Halschent ënnerdeelt. Wann widdert een Deel ënnen vun aneren meets, annuléieren se all aner, an d'Amëschen Muster (MÉI vertikal Sträifen) gëtt op der Mauer erschéngen. Plaz op der Kräizung vun der Wellen gëtt engem e Congé, an d'Plazen, wou et géigesäitege Duuscht war, keen.

erstaunlech Entdeckung

Mat der Hëllef vun der uewen Experimenter, kann Wëssenschaftler beweisen kloer op d'Welt d'Differenz tëschent Quantephysik an der klassescher Physik. Wann se ugefangen Elektronepueren Mauer erhéicht, existeiert normalerweis an engem vertikalen Mark op et: e puer Deelchen just wéi e Tennis Ball an de Gruef gefall, an e puer do net. Mä datt all geännert, wann et eng zweet Lach war. Op der Mauer réischt d'Amëschen Muster! Éischt Physik decidéiert datt Elektronepueren mat all aner Amëschung an decidéiert opzezielen duerch eent ze loossen. Allerdéngs, no e puer Stonnen (Vitesse vun Plënneren aawer nach vill manner wéi d'Vitesse vun Liichtjoer ass) nees ugefaang en Amëschen Muster ze weisen.

onerwaart Tour

Elektronesch, zesumme mat verschidden aner Deelchen wéi photons, geet en Deel-ëm bilden (och benotzt de Begrëff "Quantephysik-Schwéngung dualism"). Wëll Kaz Schrödinger datt souwuel lieweg a dout, kann den Elektronen Staat souwuel corpuscular a Schwéngung ginn.

Allerdéngs huet d'nächst Schrëtt an dësem Experimenter entsteet nach méi Geheimnisser: eng fundamental ëm, wat alles war ze wëssen, e schéinen Iwwerraschung presentéiert. Physiker decidéieren an Lächer ze installéieren Apparat scoping duerch déi bis gespaarten, Sai der ëm sinn, a wéi si manifestéieren selwer als Wellen. Mä soubal et Iwwerwachung Mechanismus op der Mauer no war goufen et nëmmen zwou Gruppen zu zwee Lächer entspriechend, a kee Amëschen Muster! Soubal de "shadowing" gebotzt, ugefaang ëm nees d'Schwéngung Eegeschafte ze weisen wéi wann si riwwer, datt si sech schonn keen ass kucken.

aner Theorie

Physiker Born ugeholl, datt de ëm net an engem Deel wuertwiertlech heescht Tour. Elektron "enthält" engem Deel vu Wahrscheinlechkeet, datt et en Amëschen Muster gëtt. Dës Deelchen hunn d'Proprietéit vun superposition, Bedeitung se kënnen op eng bestëmmte Wahrscheinlechkeet iwwerall ginn, an dofir kann si duerch esou eng "Schwéngung" begleet ginn.

Trotzdem, ass d'Resultat kloer: den normale Präsenz vum Observateur Impakt d'Resultat vun der Experimenter. Et schéngt schéinen, mä et ass net dat eenzegt Beispill vu senger Aart. Physik Experimenter sech op e groussen Deel vun der Mamm duerchgefouert, eemol den Objet vun der Segment der thinnest Al zentraalt Ziel war. Wëssenschaftler hunn feststellen datt de normale Tatsaach vun e puer Miessunge d'Temperatur vun der Objet Afloss. D'Natur vun dëse Phänomener ass se erklären nach net a Kraaft.

Struktur

Mä wat soumat déi Elektronen? Op dësem Punkt, kann modern Wëssenschaft dëser Fro keng Äntwert. Bis viru kuerzem war et indivisibel fundamental Deelchen considéréiert, mä elo Wëssenschaftler sinn viséiert ze gleewen, datt se vun esouguer méi kleng Strukturen zesummegesat ass.

Déi spezifesch Vitesse vun den Elektronen ass och eng Basis considéréiert, mee sinn lo oppen quarks mat fractional Vitesse. Et gi verschidden Theorien wéi zu wat eng Elektronen soumat.

Haut kënne mir den Artikel gesinn, déi Staaten déi d'Wëssenschaftler konnt sech d'Elektronen zu Gruef. Mä dat ass nëmmen deelweis richteg.

nei Experimenter

Sowjetesch Wëssenschaftler zréck am eighties vum leschte Joerhonnert hu gemengt, datt d'Elektronen kann an dräi quasiparticles ënnerdeelt ginn. An 1996 krut hien et nees spinon an Holon zu Gruef, an kuerzem Physiker Van den Brink a seng Equipe war an ëm spinon an orbiton ënnerdeelt. Allerdéngs ass Trennung méiglech nëmmen am speziellen Ëmstänn ze erreechen. D'Experimenter kann ënner Konditiounen vun extrem niddreg Temperaturen duerchgefouert ginn.

Wann der aawer "cool" ze absolut null sinn, déi ronn -275 ° Celsius ass, si bal tëscht hinnen eng Zort egal stoppen a Form, wann an engem eenzege ëm Beaflossung. An esou Ëmstänn, a Physiker quasiparticles fest kënnt, vun deem "ass" eng Elektronen.

wwerreeche Informatiounen

Elektronen Radius ass ganz kleng, et ass gläich ze ^2,81794. 10 ^-13 cm, mee et stellt sech eraus, datt seng Komponente eng vill méi kleng Gréisst hunn. Jiddereng vun den dräi Deeler an déi wonnerbar "Gruef" den Elektronen, dréit den Informatiounen doriwwer. Orbiton, wéi den Numm et scho seet, ass et Donnéeën op der Sonn Schwéngung ëm. Spinon fir de spin vun den Elektronen responsabel, an Holon seet eis iwwert d'Vitesse ass. Also, kann der Physik getrennt verschiddene Staaten vun Elektronepueren an engem staark gi si Material fest. Si krut eng hien huet misse vum "holon-spinon" fir Spuer a "spinon-orbiton", mä net all dräi zesummen.

nei Technologien

Physiker déi de Elektronen entdeckt missen e puer Joerzéngten wait virun bis hir Entdeckung an Praxis applizéiert gouf. Haut benotzt an e puer Joer Technologien fannen, ass et genuch graphene ze erënneren - erstaunlech Material aus Kuelestoff Atomer an engem eenzege futti. Der Trennung vun den Elektronen wier hëllefräich? Viraus Wëssenschaftler dass d'Kreatioun vun engem Quantephysik Computer, d'Vitesse vun deem, laut hinnen, e puer zéngdausende vu mol méi grouss wéi déi vun de haut mächtegste Computeren.

Wat ass d'Geheimnis vun der Quantephysik Computer Technik? Dat kann en einfachen akeef genannt ginn. Am konventionelle Computer, de Minimum indivisibel Deel vun der Informatioun - e bëssen. A wa mer d'Donnéeë mat eppes visuell, eppes fir den Auto nëmmen zwou Méiglechkeeten betruecht. Bësse kann enthalen entweder null oder eent, dass en Deel vun engem Duebelstäresystem Code ass.

nei Method

Schwätze mer elo virstellen dass an e bësse Texter an null, an der Eenheet - eng "Quantephysik bëssen" oder "Cube". D'Roll vun einfache Verännerlechen wäert de spin vun den Elektronen Leeschtung (et kann entweder no dréien ROTATIOUN oder Auer). Géigesaz einfach bëssen Cube gläichzäiteg verschidde Funktiounen Leeschtunge kann, an wéinst dëser Erhéijung wäert Vitesse, niddereg Elektronen Mass a Vitesse geschéien sinn hei net wichteg.

Dëst kann duerch d'Beispill vun der dinn haten erkläert ginn. Fir aus et kréien, muss dir vill vun verschidden Optiounen ze probéieren aus deem nëmmen eng richteg ginn. Traditionell Computer solves och Problemer séier, nach op eng Kéier nëmmen op engem eenzege Problem Aarbecht hätt. Hien enumerates all Optiounen op ee TRACT, gestrach schlussendlech e Wee aus. Der Quantephysik Computer, merci fir d'bilden kyubita kann gläichzäiteg vill Problemer léisen. Hien gëtt all Optiounen sinn net op Linn, an engem eenzege Moment zu Zäit Iwwerpréiwung, an och de Problem léisen. D'Schwieregkeet ass nëmmen an sou ass wäit vill Aarbecht op Quantephysik Objet ze kréien - dat d'Basis fir eng nei Generatioun vun Computer ginn.

Applikatioun

Meeschte Leit benotzt engem Computer am Stot Niveau. Mat dëser excellent Aarbecht sou wäit an konventionell Meint, mä speziell Evenementer dausende ze soe, vläicht honnertdausende vu Verännerlechen, muss der Maschinn einfach enorm ginn. Quantephysik Computer eens wéi einfach mat esou Saache wéi Wieder Cepheid fir engem Mount, d'Behandlung vu Katastrofen an hir Cepheid Donnéeën, a wäert och komplex mathematesch Berechnunge mat MÉI Verännerlechen fir enger Ëmwandlung vun enger zweeter, all mat engem Prozessor vun e puer Atomer Leeschtunge. Esou ass et méiglech, ganz geschwënn eis mächtegste Computeren sinn Pabeier-dënn.

Iwwernuechten gesond

Quantephysik Computer Technik wäert e grousse Bäitrag zu Medezin maachen. Mënschheet wäert kënnen nanomachinery mat staarke Potential, mat hirer Hëllef ze schafen, ass et méiglech ginn net nëmmen Krankheet bis depressiv duerch einfach um ganze Kierper vum bannen sichen, mä och medizinesch Versuergung ze bidden ouni Agrëff: kleng Roboteren mat "Käpp" aner wéi engem Computer all Operatiounen Leeschtunge kann.

Inévitabel Revolutioun am Beräich vun Computer spillen. Staark Maschinnen datt de Problem direkt léisen kann, konnt ginn Spiller mat spatzem realistesch Grafiken ze spillen, ass et net wäit ugefaangen schonn a Computer Welten mat enger voller immersion.