265 Shares 2823 views

Co to jest elektron? Masa i ładunek elektronu

Elektronów – podstawowej cząstek, jeden z tych, które są jednostki strukturalne materii. Według klasyfikacji jest Fermion (cząstka o pół integralną wirowania, nazwany fizyka Enrico Fermiego) i leptony (cząstek o pół całkowitej wirowania, nie uczestniczy w silnym oddziaływaniom, jedną z czterech głównych fizyki). Liczba Barionowa elektronu jest zero, a także inne leptony.

Do niedawna sądzono, że elektron – elementarny, który jest niepodzielny, który ma strukturę cząsteczki, ale naukowcy mają inne zdanie dzisiaj. Co to jest elektron na prezentacji współczesnej fizyki?

Historia nazwy

Nawet w starożytnej Grecji przyrodnicy zauważyli, że bursztyn, rozciera z futra, przyciąga małych obiektów, czyli wykazuje właściwości elektromagnetyczne. Nazwa elektronu otrzymał od greckiego ἤλεκτρον, co oznacza „bursztyn”. Określenie sugeruje George. Stoney 1894, chociaż cząstki odkrył J .. Thompson 1897. Trudno było znaleźć przyczynę tego jest mała masa i ładunek elektronu stał się znaleźć decydującą doświadczenia. Pierwsze zdjęcia z cząstek był Charles Wilson ze specjalnym aparatem, który jest używany nawet w nowoczesnych eksperymentów i jest nazwany na jego cześć.

Ciekawostką jest fakt, że jednym z warunków otwarcia elektronu jest powiedzenie Benjamina Franklina. W 1749 roku opracował hipotezę, że energia elektryczna – materiał substancji. To w jego prace zostały po raz pierwszy wykorzystane takie pojęcia jak ładunków dodatnich i ujemnych, wyładowania kondensatora, bateria i cząstek elektrycznych. Narzut elektronu jest uważany za ujemny, i proton – dodatni.

Odkrycie elektronu

W 1846 roku, pojęcie „atomu elektryczności” został użyty w swoich dziełach, niemiecki fizyk Wilhelm Weber. Maykl Faradey odkrył określenie „jon”, który jest teraz, być może, wiedzą wszystko jeszcze w szkole. Kwestia energii elektrycznej natury udział wielu wybitnych uczonych, takich jak niemiecki fizyk i matematyk Julius Plucker, Zhan Perren, Angielski fizyk Uilyam Kruks, Ernest Rutherford i inni.

Tak więc, zanim Dzhozef Tompson zakończone powodzeniem swój słynny eksperyment i udowodnił istnienie cząstki mniejsze od atomu, w pracach polowych wielu naukowców i odkrycia byłoby niemożliwe, ale nie zrobił tego kolosalną pracę.

W 1906 Dzhozef Tompson otrzymał Nagrodę Nobla. Doświadczenie to w następujący sposób: przez równoległych płyt metalowych pola elektrycznego katody promienie rentgenowskie przepuszczono. Potem zrobili ten sam sposób, ale w układzie cewki, aby utworzyć pole magnetyczne. Thompson, że gdy pole elektryczne odchylane belkami, i to samo zaobserwowano działania magnetycznego, natomiast belki katodowych trajektoria nie zmieniła się, jeżeli działał obu tych dziedzinach, w określonych ilościach, które zależą od prędkości cząstki.

Po dokonaniu obliczeń Thompson dowiedział się, że prędkość tych cząstek jest znacznie mniejsza niż prędkość światła, a to oznacza, że mają one masę. Z tego punktu fizyki doszli do przekonania, że otwarte cząstek stałych zawartych w atomach, które następnie potwierdzone przez Rutherford. Nazwał ją „planetarny model atomu”.

Paradoksy świecie kwantowym

Pytanie, co stanowi elektronów wystarczająco skomplikowane, przynajmniej na tym etapie rozwoju nauki. Przed zbadaniem go, trzeba skontaktować się z jednym z paradoksów fizyki kwantowej, że nawet naukowcy nie potrafią wyjaśnić. Jest znany eksperyment dwie szczeliny, wyjaśniając podwójną naturę elektronu.

Jej istotą jest to, że przed „gun”, wypalanie cząstek, ustawiony pionowo rama z prostokątnym otworem. Za nią jest ściana, na której będą obserwowane ślady trafień. Tak, trzeba najpierw zrozumieć, jak zachowuje się materia. Najprostszym sposobem, aby dowiedzieć się, jak rozpocząć piłki tenisowe maszyna. Część kulek spaść do otworu, oraz ślady wyniki ściana dodawanego w jednym pionowym zespołu. Jeżeli w pewnej odległości, aby dodać kolejne same ślady dziura tworzą odpowiednio dwa pasma.

Fale również zachowują się inaczej w takiej sytuacji. Jeżeli ściana wykazują śladów zderzenia z fali, w przypadku jednego zespołu otwierającego będzie również jeden. Jednak sytuacja zmienia się w przypadku dwóch szczelin. Fala przechodząc przez otwory, podzielonych na pół. Jeśli górna jednego odpowiada fali dno inny, znoszą się wzajemnie i wzoru interferencyjnego (kilka pasków pionowych) pojawi się w tej ścianie. Umieść na skrzyżowaniu fal będzie zostawić po sobie ślad, a miejsca, w których nie było wzajemne wygaszanie, no.

niesamowite odkrycie

Dzięki powyższym eksperymencie, naukowcy mogą wyraźnie wykazać światu różnicę pomiędzy kwantowej i fizyki klasycznej. Kiedy zaczęli strzelać elektrony ściany, zwykle występuje w pionowym znakiem na niej: niektóre cząstki podobnie jak kulka tenis wpadł do szczeliny, a niektóre nie. Ale to wszystko się zmieniło, kiedy nastąpił drugi otwór. Na ścianie ujawniły wzór interferencyjny! Fizyka pierwszy zdecydował, że elektrony kolidować ze sobą i postanowili dać je jeden po drugim. Jednak po kilku godzinach (prędkość poruszających się elektronów jest nadal znacznie niższa niż prędkość światła) ponownie zaczął wykazywać wzór interferencyjny.

nieoczekiwany zwrot

Elektroniczny wraz z pewnymi innymi cząsteczkami, takimi jak fotony wykazuje dwoistość fali cząstek (również stosuje się termin „ilość fal Dualizmu”). Jak kot Schrödingera, że zarówno żywe i martwe, stan elektronowy może być zarówno corpuscular i fal.

Jednakże, następnym krokiem w tym eksperymencie przyniosła jeszcze więcej tajemnic: fundamentalna cząstka, która zdawała się wiedzieć wszystko, przedstawił niesamowitą niespodziankę. Fizycy zdecydujesz się zainstalować w otworach urządzenia SCOPINGU zablokować, przez którą szczelinę cząstka są i jak one przejawiają się w postaci fal. Ale tak szybko, jak to został wprowadzony mechanizm monitoringu na ścianie były tylko dwa zespoły odpowiadające dwa otwory, a nie wzór interferencji! Jak tylko „shadowing” czyszczone, cząstki zaczęły ponownie, aby pokazać właściwości falowe, jakby wiedziała, że już nikt nie patrzy.

Inna teoria

Fizyk urodzony sugerują, że cząstka nie zamieniają się w falę dosłownie. Elektron „zawiera” fala prawdopodobieństwa, że daje wzór interferencyjny. Cząstki te mają właściwości nakładania, to znaczy mogą być w dowolnym miejscu w pewnym prawdopodobieństwem, a więc mogą być one zaopatrzone w takie „fali”.

Niemniej jednak wynik jest oczywisty: sama obecność obserwatora wpływa na wynik eksperymentu. Wydaje się niewiarygodne, ale nie jest to jedyny przykład tego rodzaju. Eksperymenty Physics przeprowadzono na dużej części matki, gdy obiekt segmentu była cienka folia aluminiowa. Naukowcy zauważyć, że sam fakt niektórych pomiarów wpływa na temperaturę obiektu. Charakter tych zjawisk Wyjaśniają nie weszła jeszcze w życie.

struktura

Ale co stanowi elektron? W tym momencie, nowoczesna nauka nie może odpowiedzieć na to pytanie. Do niedawna było to uważane niepodzielnych cząstek elementarnych, ale teraz naukowcy są skłonni wierzyć, że składa się ona z jeszcze mniejszych struktur.

Specyficzny ładunek elektronu jest również uważany za podstawowe, ale są teraz otwarte kwarki z opłatą frakcyjnej. Istnieje kilka teorii co do tego, co stanowi elektron.

Dziś możemy zobaczyć artykuł, który stanowi, że naukowcy byli w stanie podzielić się elektron. Jest to jednak tylko częściowo prawda.

nowe eksperymenty

Radzieccy naukowcy z powrotem w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku założyliśmy, że elektron może być podzielona na trzy kwazicząstek. W 1996 roku udało mu się go podzielić na spinon i Holon, a ostatnio fizyka Van den Brink i jego zespół został podzielony na spinon cząstek i ORBITON. Jednakże, podział jest możliwy do osiągnięcia tylko w szczególnych okolicznościach. Eksperyment może być prowadzony w warunkach wyjątkowo niskich temperatur.

Kiedy elektrony są „chłodny” do zera absolutnego, która wynosi około -275 stopni Celsjusza, prawie zatrzymać i tworzą między sobą rodzaj masy, jeżeli połączenie w jednej cząstce. W takich okolicznościach, fizyków można zaobserwować kwazicząstek, którego „jest” elektronów.

nośniki informacji

promień elektronu jest bardzo mała, jest ona równa 2.81794. 10 -13 cm, ale okazuje się, że jego składniki mają znacznie mniejszy rozmiar. Każda z trzech części, w których udało się „Divide” elektron, niesie informację o nim. ORBITON, jak sama nazwa wskazuje, zawiera dane na temat orbity cząstki falowej. Spinon odpowiedzialny za spin elektronu i Holon mówi nam o opłatą. W ten sposób można osobno fizyki obserwować różne stany elektronów silnie schłodzony materiał. udało się prześledzić parę „holonu-spinon” i „spinon-ORBITON”, ale nie wszystkie trzy razem.

nowe technologie

Fizyk, który odkrył elektron musiał czekać kilka lat wcześniej, aż ich odkrycie zostało zastosowane w praktyce. Obecnie technologie znajdują zastosowanie w kilku lat, to wystarczy, aby pamiętać grafenu – zdumiewający materiał składający się z atomów węgla w jednej warstwie. Podział elektronu byłoby pomocne? Naukowcy przewidują, że stworzenie komputera kwantowego, z prędkością, którą, według nich, kilkadziesiąt razy większa od dzisiejszych najpotężniejszych komputerów.

Jaki jest sekret kwantowej technologii komputerowej? Można to nazwać prostą optymalizację. W tradycyjnym komputerze, minimalna niepodzielna część informacji – trochę. A jeśli weźmiemy pod uwagę dane z czymś wizualnym, coś dla samochodu tylko dwie opcje. Bit może zawierać zero lub jeden, który jest częścią kodu binarnego.

nowa metoda

Teraz wyobraźmy sobie, że w kawałku zawartych i zera, a jednostka – jest „bit kwantowy” lub „Cube”. Rola zmiennych prostych zagra spin elektronu (można go obrócić albo prawo lub w lewo). W przeciwieństwie do prostych nieco Cube może pełnić kilka funkcji jednocześnie, z powodu tego wzrostu nastąpi szybkość, niską masę elektronów i ładunek nie są tu istotne.

Można to wyjaśnić na przykładzie labiryntu. Aby wydostać się z niego, trzeba wypróbować wiele różnych opcji, z których tylko jedna będzie prawidłowa. Tradycyjny komputer nawet rozwiązuje problemy szybko, jeszcze w tym samym czasie może pracować tylko na jednym problemie. Wymienia wszystkie opcje na jednym przewodzie, a ostatecznie znajdzie wyjście. Komputer kwantowy, dzięki kyubita dualizmu może rozwiązać wiele problemów jednocześnie. On przeglądu wszystkie opcje są na linii, a w jednym momencie w czasie, a także rozwiązać problem. Trudność polega na tym tylko, o ile jest uzyskać wiele prac na obiekcie kwantowym – ten będzie podstawą dla nowej generacji komputera.

aplikacja

Większość ludzi korzysta z komputera na poziomie gospodarstw domowych. Z tej doskonałej pracy tak daleko i tradycyjnych komputerów, ale do przewidzenia konkretnych wydarzeń tysiące, może setki tysięcy zmiennych, urządzenie musi być po prostu ogromne. Kwantowy komputer tak łatwo poradzić sobie z takimi rzeczami jak przewidywanie pogody na miesiąc, traktowanie katastrofy i jego danych predykcji, a także wykonywanie skomplikowanych obliczeń matematycznych z wieloma zmiennymi na ułamek sekundy, wszystkie z procesorem kilku atomów. Więc to jest możliwe, bardzo szybko nasze najmocniejsze komputery są cienkie jak papier.

zachowania zdrowia

Quantum technologii komputerowej uczyni ogromny wkład w medycynie. Ludzkość będzie w stanie stworzyć nanomachinery o dużym potencjale, z ich pomocą możliwe będzie nie tylko zdiagnozować chorobę, po prostu patrząc na całe ciało od wewnątrz, ale również w celu zapewnienia opieki medycznej bez operacji: maleńkich robotów z „mózgów” innych niż komputer może wykonywać wszystkie operacje.

Nieunikniona rewolucja w dziedzinie gier komputerowych. Potężne maszyny, które może natychmiast rozwiązać ten problem, będą mogli grać w gry z niezwykle realistyczną grafiką, to nie jest daleko, a już światy komputerowe z pełnym zanurzeniu.

622 shares 2547 views
Znane Arctic odkrywców
107 shares 8014 views