Որքա՞ն է էլեկտրոնի մնացած զանգվածը: Ինչից է բաղկացած էլեկտրոնը: Էլեկտրոնի զանգված և լիցք

Էլեկտրոն. Էլեկտրոնի կրթություն և կառուցվածք: Էլեկտրոնի մագնիսական մոնոպոլ.

(շարունակություն)

Մաս 4. Էլեկտրոնի կառուցվածքը.

4.1. Էլեկտրոնը երկբաղադրիչ մասնիկ է, որը բաղկացած է միայն երկու գերխիտ (խտացված, կենտրոնացված) դաշտերից. էլեկտրական դաշտ-մինուս և մագնիսական դաշտ-Ն. Այս դեպքում.

ա) էլեկտրոնի խտությունը առավելագույն հնարավորն է բնության մեջ.

բ) էլեկտրոնի չափերը (D = 10 -17 սմ կամ պակաս) - բնության մեջ նվազագույն;

գ) էներգիան նվազագույնի հասցնելու պահանջին համապատասխան՝ բոլոր մասնիկները՝ էլեկտրոնները, պոզիտրոնները, կոտորակային լիցք ունեցող մասնիկները, պրոտոնները, նեյտրոնները և այլն, պետք է ունենան (և ունենան) գնդաձև ձև.

դ) դեռևս անհայտ պատճառներով, անկախ «ծնող» ֆոտոնի էներգիայի արժեքից, բացարձակապես բոլոր էլեկտրոնները (և պոզիտրոնները) ծնվում են բացարձակապես նույնական իրենց պարամետրերով (օրինակ, բացարձակապես բոլոր էլեկտրոնների և պոզիտրոնների զանգվածը 0,511 ՄէՎ է):

4.2. «Հուսալիորեն հաստատվել է, որ էլեկտրոնի մագնիսական դաշտը նույն անբաժանելի հատկությունն է, ինչ նրա զանգվածն ու լիցքը։ Բոլոր էլեկտրոնների մագնիսական դաշտերը նույնն են, ինչպես նաև դրանց զանգվածներն ու լիցքերը։ (գ) Սա մեզ թույլ է տալիս միանշանակ եզրակացություն անել էլեկտրոնի զանգվածի և լիցքի համարժեքության մասին, այսինքն՝ էլեկտրոնի զանգվածը։ լիցքի համարժեքն է, և հակառակը՝ էլեկտրոնի լիցքը զանգվածի համարժեքն է (պոզիտրոնի համար՝ նմանապես)։

4.3. Այս համարժեք հատկությունը վերաբերում է նաև կոտորակային լիցքերով (+2/3) և (-1/3) մասնիկներին, որոնք հանդիսանում են քվարկների հիմքը։ Այսինքն՝ պոզիտրոնի, էլեկտրոնի և բոլոր կոտորակային մասնիկների զանգվածը նրանց լիցքի համարժեքն է, և հակառակը՝ այդ մասնիկների լիցքերը զանգվածի համարժեք են։ Հետևաբար, էլեկտրոնի, պոզիտրոնի և բոլոր կոտորակային մասնիկների հատուկ լիցքը նույնն է (կոնստ) և հավասար է 1,76 * 10-ի։ 11 Կլ/կգ.

4.4. Քանի որ էներգիայի տարրական քվանտը ինքնաբերաբար զանգվածի տարրական քվանտ է, ապա էլեկտրոնի զանգվածը (հաշվի առնելով կոտորակային մասնիկների առկայությունը 1/3 և 2/3) պետք է ունենա.արժեքներ , երեք բացասական կիսաքվանտների զանգվածների բազմապատիկները։ (Տե՛ս նաև «Ֆոտոն. Ֆոտոնի կառուցվածքը. Շարժման սկզբունքը. պարագրաֆ 3.4):

4.5. Էլեկտրոնի ներքին կառուցվածքը որոշելը շատ պատճառներով շատ դժվար է, այնուամենայնիվ, զգալի հետաքրքրություն է ներկայացնում, գոնե առաջին մոտավորությամբ, երկու բաղադրիչների (էլեկտրական և մագնիսական) ազդեցությունը էլեկտրոնի ներքին կառուցվածքի վրա: Տես նկ. 7.

Նկ.7. Ներքին կառուցվածքըէլեկտրոն, տարբերակներ:

Տարբերակ թիվ 1. Բացասական կիսաքվանտային բլթերի յուրաքանչյուր զույգ ձևավորում է «միկրոէլեկտրոններ», որոնք հետո ձևավորում են էլեկտրոն։ Այս դեպքում «միկրոէլեկտրոնների» թիվը պետք է լինի երեքի բազմապատիկ:

Տարբերակ թիվ 2. Էլեկտրոնը երկբաղադրիչ մասնիկ է, որը բաղկացած է երկու կցված անկախ կիսագնդային մոնոպոլներից՝ էլեկտրական (-) և մագնիսական (N):

Տարբերակ թիվ 3. Էլեկտրոնը երկբաղադրիչ մասնիկ է, որը բաղկացած է երկու մոնոպոլից՝ էլեկտրական և մագնիսական։ Այս դեպքում էլեկտրոնի կենտրոնում գտնվում է գնդաձև մագնիսական մոնոպոլ:

Տարբերակ թիվ 4. Այլ տարբերակներ.

Ըստ երևույթին, կարելի է տարբերակ դիտարկել, երբ էլեկտրական (-) և մագնիսական դաշտերը (N) կարող են գոյություն ունենալ էլեկտրոնի ներսում ոչ միայն կոմպակտ մոնոպոլների տեսքով, այլև միատարր նյութի տեսքով, այսինքն՝ ձևավորել գործնականում անկառույց նյութ։ ? բյուրեղյա՞ն համասեռ? մասնիկ. Այնուամենայնիվ, սա խիստ կասկածելի է։

4.6. Քննարկման համար առաջարկվող տարբերակներից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները, օրինակ.

ա) Ընտրանքներ թիվ 1. Այս ձևավորման էլեկտրոնները հնարավորություն են տալիս հեշտությամբ ձևավորել կոտորակային մասնիկներ զանգվածով և լիցքով, որը 1/3-ի բազմապատիկ է, բայց միևնույն ժամանակ նրանք դժվարացնում են էլեկտրոնի սեփական մագնիսական դաշտի բացատրությունը:

բ) Տարբերակ թիվ 2. Այս էլեկտրոնը, երբ շարժվում է ատոմի միջուկի շուրջը, մշտապես ուղղված է դեպի միջուկն իր էլեկտրական մոնոպոլով և, հետևաբար, կարող է ունենալ իր առանցքի շուրջ պտտվելու միայն երկու տարբերակ՝ ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ կամ հակառակ ուղղությամբ (Պաուլիի բացառո՞ւմ) և այլն։

4.7. Նշված (կամ նոր առաջարկվող) տարբերակները դիտարկելիս հրամայական է հաշվի առնել էլեկտրոնի իրական հատկությունները և բնութագրերը, ինչպես նաև հաշվի առնել մի շարք պարտադիր պահանջներ, օրինակ.

Էլեկտրական դաշտի առկայություն (լիցք);

Մագնիսական դաշտի առկայություն;

Որոշ պարամետրերի համարժեքություն, օրինակ՝ էլեկտրոնի զանգվածը համարժեք է նրա լիցքին և հակառակը.

1/3-ի զանգվածով և լիցքավորման բազմապատիկ կոտորակային մասնիկներ ձևավորելու ունակություն;

Կոմպլեկտի առկայություն քվանտային թվեր, ետ և այլն:

4.8. Էլեկտրոնը հայտնվել է որպես երկբաղադրիչ մասնիկ, որի կեսը (1/2) խտացված էլեկտրական դաշտ է-մինուս (էլեկտրական մենապոլ-մինուս), իսկ երկրորդ կեսը (1/2)՝ խտացված մագնիսական դաշտ (մագնիսական մոնոպոլ): -Ն): Այնուամենայնիվ, պետք է նկատի ունենալ, որ.

Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը ժամը որոշակի պայմաններկարող են առաջացնել միմյանց (վերածվել միմյանց);

Էլեկտրոնը չի կարող լինել մեկ բաղադրիչ մասնիկ և բաղկացած լինել 100% մինուս դաշտից, քանի որ միայնակ լիցքավորված մինուս դաշտը քայքայվում է վանող ուժերի պատճառով: Այդ իսկ պատճառով էլեկտրոնի ներսում պետք է լինի մագնիսական բաղադրիչ։

4.9. Ցավոք, այս աշխատանքում հնարավոր չէ կատարել առաջարկվող տարբերակների բոլոր առավելությունների և թերությունների ամբողջական վերլուծությունը և ընտրել էլեկտրոնի ներքին կառուցվածքի միակ ճիշտ տարբերակը:

Մաս 5. «Էլեկտրոնի ալիքային հատկությունները».

5.1. «Մինչև 1924 թ. այն տեսակետը, ըստ որի էլեկտրամագնիսական ճառագայթումն իրեն մասամբ ալիքների, մասամբ էլ մասնիկների նման է պահում, ընդունված է դարձել... Եվ հենց այդ ժամանակ ֆրանսիացի Լուի դը Բրոյլին, ով այդ ժամանակ ասպիրանտ էր, փայլուն միտք ուներ. ինչո՞ւ նույնը չի կարող լինել էության համար: Լուի դը Բրոլլին մասնիկների վրա կատարեց հակառակ աշխատանքը, ինչ Էյնշտեյնն արեց լուսային ալիքների վրա: Էյնշտեյնը էլեկտրամագնիսական ալիքները կապեց լույսի մասնիկների հետ; դե Բրոյլը մասնիկների շարժումը կապեց ալիքների տարածման հետ, որոնք նա անվանեց նյութի ալիքներ։ Դե Բրոյլի վարկածը հիմնված էր լույսի ճառագայթների և նյութի մասնիկների վարքը նկարագրող հավասարումների նմանության վրա և ուներ զուտ տեսական բնույթ։ Այն հաստատելու կամ հերքելու համար պահանջվում էին փորձարարական փաստեր»:

5.2. «1927 թվականին ամերիկացի ֆիզիկոսներ Կ. Դևիսսոնը և Կ. Գերմերը հայտնաբերեցին, որ երբ էլեկտրոնները «արտացոլվում են» նիկելի բյուրեղի մակերևույթից, առավելագույնը հայտնվում է արտացոլման որոշակի անկյուններում: Նմանատիպ տվյալներ (մաքսիմայի տեսք) արդեն հասանելի են եղել բյուրեղային կառուցվածքների վրա ռենտգենյան ալիքների դիֆրակցիայի դիտումից։ Հետևաբար, արտացոլված էլեկտրոնային ճառագայթներում այս մաքսիմումների հայտնվելը այլ կերպ չէր կարող բացատրվել, բացառությամբ ալիքների և դրանց դիֆրակցիայի մասին պատկերացումների։ Այսպիսով, մասնիկների ալիքային հատկությունները (և դե Բրոյլի վարկածը) ապացուցվեցին փորձով։ .» (գ)

5.3. Այնուամենայնիվ, այս աշխատանքում ուրվագծված ֆոտոնի կորպուսուլյար հատկությունների ի հայտ գալու գործընթացի դիտարկումը (տես Նկար 5.) թույլ է տալիս միանգամայն միանշանակ եզրակացություններ անել.

ա) քանի որ ալիքի երկարությունը նվազում է 10-ից -4 մինչև 10 - 10 (C)(C)(C)(C)(C) տեսեք, որ ֆոտոնի էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը դառնում են ավելի խիտ

(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C) բ) երբ էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը դառնում են ավելի խիտ «բաժանման գծում», սկսվում է դաշտերի «խտության» արագ աճը, և արդեն ռենտգենյան տիրույթում դաշտի խտությունը համեմատելի է «սովորականի» խտության հետ. » մասնիկ.

գ) հետևաբար, ռենտգենյան ֆոտոնը, երբ փոխազդում է խոչընդոտի հետ, այլևս չի արտացոլվում խոչընդոտից որպես ալիք, այլ սկսում է ցատկել նրանից որպես մասնիկ:

5.4. Այսինքն.

ա) արդեն փափուկ ռենտգենյան տիրույթում էլեկտրամագնիսական դաշտերֆոտոններն այնքան խտացել են, որ շատ դժվար է հայտնաբերել դրանց ալիքային հատկությունները։ Մեջբերում. «Որքան կարճ է ֆոտոնի ալիքի երկարությունը, այնքան ավելի դժվար է ալիքի հատկությունները հայտնաբերելը և այնքան ավելի ընդգծված են մասնիկի հատկությունները»:

բ) կոշտ ռենտգենյան և գամմա տիրույթներում ֆոտոններն իրենց պահում են 100% մասնիկների նման, և դրանցում ալիքային հատկություններ հայտնաբերելը գրեթե անհնար է: Այսինքն՝ ռենտգեն և գամմա ֆոտոն ամբողջությամբ կորցնում է ալիքի հատկությունները և վերածվում հարյուր տոկոսանոց մասնիկի։ Մեջբերում. «Քվանտների էներգիան ռենտգենյան և գամմա տիրույթում այնքան մեծ է, որ ճառագայթումը գրեթե ամբողջությամբ իրեն պահում է մասնիկների հոսքի պես» (գ):

գ) հետևաբար, բյուրեղի մակերևույթից ռենտգենյան ֆոտոնի ցրման փորձերի ժամանակ դա այլևս ալիք չէր, այլ սովորական մասնիկ, որը ցատկում էր բյուրեղի մակերեսից և կրկնում բյուրեղային ցանցի կառուցվածքը:

5.5. Մինչ Կ.Դևիսոնի և Կ.Գերմերի փորձերը, արդեն կային փորձնական տվյալներ բյուրեղային կառուցվածքների վրա ռենտգենյան ալիքների դիֆրակցիայի դիտարկման վերաբերյալ։ Հետևաբար, ստանալով նմանատիպ արդյունքներ նիկելի բյուրեղի վրա էլեկտրոնների ցրման հետ կապված փորձերում, նրանք ավտոմատ կերպով վերագրեցին էլեկտրոնին ալիքային հատկություններ: Այնուամենայնիվ, էլեկտրոնը «պինդ» մասնիկ է, որն ունի իրական հանգստի զանգված, չափեր և այլն: Ոչ թե էլեկտրոն մասնիկն է իրեն պահում ֆոտոն-ալիքի նման, այլ ռենտգենյան ֆոտոնն ունի (և ցուցադրում է) բոլոր հատկությունները: մի մասնիկի։ Ոչ թե էլեկտրոնն է արտացոլվում խոչընդոտից որպես ֆոտոն, այլ ռենտգենյան ֆոտոնը, որն արտացոլվում է խոչընդոտից որպես մասնիկ։

5.6. Հետևաբար, էլեկտրոնը (և մյուս մասնիկները) չեն ունեցել, չունի և չեն կարող ունենալ որևէ «ալիքային հատկություն»: Եվ այս իրավիճակը փոխելու նախադրյալներ, առավել եւս հնարավորություններ չկան։

Մաս 6. Եզրակացություններ.

6.1 Էլեկտրոնը և պոզիտրոնը առաջին և հիմնարար մասնիկներն են, որոնց ներկայությունը որոշում է քվարկների, պրոտոնների, ջրածնի և պարբերական աղյուսակի մյուս տարրերի տեսքը:

6.2. Պատմականորեն մի մասնիկը կոչվում էր էլեկտրոն և տրվում էր մինուս նշան (մատերիա), իսկ մյուսին կոչվում էր պոզիտրոն և տրվում էր գումարած նշան (հականյութ): «Նրանք համաձայնեցին էլեկտրոնի էլեկտրական լիցքը համարել բացասական՝ համաձայն ավելի վաղ կնքված համաձայնագրի՝ էլեկտրականացված սաթի լիցքը բացասական անվանելու մասին» (գ):

6.3. Էլեկտրոնը կարող է հայտնվել (հայտնվել = ծնվել) միայն պոզիտրոնի հետ զույգով (էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգ): Բնության մեջ առնվազն մեկ «չզույգված» (մեկ) էլեկտրոնի կամ պոզիտրոնի հայտնվելը լիցքի պահպանման օրենքի, նյութի ընդհանուր էլեկտրական չեզոքության խախտում է և տեխնիկապես անհնար է:

6.4. Լիցքավորված մասնիկի Կուլոնյան դաշտում էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգի ձևավորումը տեղի է ունենում երկայնական ուղղությամբ տարրական ֆոտոն քվանտների բաժանումից հետո երկու բաղադրիչ մասի. բացասական, որից առաջանում է մինուս մասնիկ (էլեկտրոն) և դրական, որից առաջանում է գումարած մասնիկ (պոզիտրոն): Էլեկտրական չեզոք ֆոտոնի երկայնական ուղղությամբ երկու մասի բաժանումը բացարձակապես հավասար զանգվածով, բայց տարբեր լիցքերով (և մագնիսական դաշտերով) ֆոտոնի բնական հատկությունն է, որը բխում է լիցքի պահպանման օրենքներից և այլն: Ներկայությունը «ներսում»: Բացառվում է նույնիսկ աննշան քանակությամբ «գումարած մասնիկների» էլեկտրոնը, իսկ պոզիտրոնի «ներսում»՝ «մինուս մասնիկը»: Բացառվում է նաև մայր ֆոտոնի էլեկտրական չեզոք «մասնիկների» առկայությունը (գրություններ, կտորներ, բեկորներ և այլն) էլեկտրոնի և պրոտոնի ներսում։

6.5. Անհայտ պատճառներով, բացարձակապես բոլոր էլեկտրոնները և պոզիտրոնները ծնվում են որպես ստանդարտ «առավելագույն-նվազագույն» մասնիկներ (այսինքն, նրանք չեն կարող լինել ավելի մեծ և չեն կարող լինել ավելի փոքր զանգվածով, լիցքով, չափերով և այլ բնութագրերով): Բացառվում է էլեկտրամագնիսական ֆոտոններից որևէ փոքր կամ մեծ գումարած մասնիկների (պոզիտրոնների) և մինուս մասնիկների (էլեկտրոնների) առաջացումը:

6.6. Էլեկտրոնի ներքին կառուցվածքը եզակիորեն կանխորոշված ​​է արտաքին տեսքի հաջորդականությամբ. էլեկտրոնը ձևավորվում է որպես երկբաղադրիչ մասնիկ, որը 50%-ով կազմում է խտացված էլեկտրական դաշտ-մինուս (էլեկտրական մոնոպոլ-մինուս), իսկ 50%-ը՝ խտացված մագնիսական: դաշտ (մագնիսական մոնոպոլ-N): Այս երկու մոնոպոլները կարելի է համարել որպես տարբեր լիցքավորված մասնիկներ, որոնց միջև առաջանում են փոխադարձ ձգողականության (կպչման) ուժեր։

6.7. Մագնիսական մոնոպոլները գոյություն ունեն, բայց ոչ ազատ տեսքով, այլ միայն որպես էլեկտրոնի և պոզիտրոնի բաղադրիչներ։ Այս դեպքում մագնիսական մոնոպոլը (N) էլեկտրոնի անբաժանելի մասն է, իսկ մագնիսական մոնոպոլը (S)՝ պոզիտրոնի անբաժանելի մասը։ Էլեկտրոնի «ներսում» մագնիսական բաղադրիչի առկայությունը պարտադիր է, քանի որ միայն մագնիսական մոնոպոլ-(N) կարող է շատ ուժեղ (և ուժով աննախադեպ) կապ ձևավորել միայնակ լիցքավորված էլեկտրական մոնոպոլ-մինուսով:

6.8. Էլեկտրոններն ու պոզիտրոններն ունեն ամենամեծ կայունությունը և մասնիկներ են, որոնց քայքայումը տեսականորեն և գործնականում անհնար է։ Դրանք անբաժանելի են (լիցքի և զանգվածի առումով), այսինքն՝ բացառվում է էլեկտրոնի կամ պոզիտրոնի ինքնաբուխ (կամ հարկադիր) բաժանումը մի քանի տրամաչափված կամ «տարբեր չափերի» մասերի։

6.9. Էլեկտրոնը հավերժական է և այն չի կարող «անհետանալ» մինչև չհանդիպի մեկ այլ մասնիկի, որն ունի մեծությամբ հավասար էլեկտրական և մագնիսական լիցքեր, բայց նշանով հակառակ (պոզիտրոն):

6.10. սկսած էլեկտրամագնիսական ալիքներԵթե ​​կարող են հայտնվել միայն երկու ստանդարտ (կալիբրացված) մասնիկներ՝ էլեկտրոն և պոզիտրոն, ապա դրանց հիման վրա կարող են հայտնվել միայն ստանդարտ քվարկներ, պրոտոններ և նեյտրոններ։ Հետևաբար, մեր և մյուս բոլոր տիեզերքների տեսանելի (բարիոնային) նյութը բաղկացած է նույնականից քիմիական տարրեր(Մենդելեևի աղյուսակը) և նույն կանոնները կիրառվում են ամենուր ֆիզիկական հաստատուններԵվ հիմնարար օրենքներ, նման «մեր» օրենքներին։ Բացառվում է «այլ» տարրական մասնիկների և «այլ» քիմիական տարրերի հայտնվելը անսահման տարածության ցանկացած կետում:

6.11. Մեր Տիեզերքի ողջ տեսանելի նյութը ձևավորվել է ֆոտոններից (ենթադրաբար միկրոալիքային տիրույթից) միակ հնարավոր սխեմայի համաձայն՝ ֆոտոն → էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգ → կոտորակային մասնիկներ → քվարկներ, գլյուոն → պրոտոն (ջրածին): Հետևաբար, մեր Տիեզերքի ողջ «պինդ» նյութը (ներառյալ Homo sapiens-ը) ֆոտոնների խտացված էլեկտրական և մագնիսական դաշտեր են: Տիեզերքում դրա ձևավորման այլ «նյութ» չի եղել, չկա և չի կարող լինել։

P.S. Արդյո՞ք էլեկտրոնն անսպառ է:

Ինչպե՞ս կարելի է փորձարարորեն որոշել էլեկտրոնի կամ պրոտոնի զանգվածը՝ արագացնելով լիցքավորված մասնիկը հայտնի միատարր էլեկտրական դաշտում հայտնի հեռավորության վրա և չափելով դրա վերջնական արագությունը: Ինչպես հայտնի է, եթե մարմինը d ճանապարհով անցնում է F ուժի ուղղությամբ, ապա Fd-ի աշխատանքը, որը ծախսվել է մարմինը շարժելու վրա, հավասար է նրա կինետիկ էներգիայի ավելացմանը։ Եթե ​​շարժումը սկսվում է հանգստի վիճակից, ապա այս աշխատանքը նույնպես հավասար է մարմնի վերջնական կինետիկ էներգիային. Fd= mv 2/2

Այսպիսով, եթե F, d և v հայտնի են, ապա m զանգվածը կարելի է գտնել այստեղից։

Փորձարկումներում, որոնց մասին մենք կխոսենք, մեզ հետաքրքրող լիցքավորված մասնիկները արագանում են միատեսակ ուժային դաշտով երկու լիցքավորված մետաղական թիթեղների միջև։ Իմանալով թիթեղների միջև եղած հեռավորությունը և դրանք լիցքավորող մարտկոցների քանակը՝ հնարավոր է որոշել յուրաքանչյուր տարրական լիցքի վրա կիրառվող էլեկտրական ուժը։ Փորձերը կատարվում են վակուումում՝ վերացնելու օդի դիմադրությունը, որն առաջանում է միկրո-միկրո հաշվեկշիռներում: Բացի այդ, քանի որ պրոտոնները և էլեկտրոնները ավելի քան 10 11 անգամ ավելի թեթև են, քան միկրո-միկրո հավասարակշռություններում օգտագործվող պլաստիկ գնդիկները, այս փորձերում գրավիտացիոն ուժը կարող է անտեսվել էլեկտրական ուժերի համեմատ:
Ջրածնի որոշակի քանակությունը իոնացման է ենթարկվում զույգ լիցքավորված թիթեղների մոտ (նկ.), որից հետո իոնների մի մասը չնչին արագությամբ ներթափանցում է թիթեղների միջև ընկած տարածություն։ Երբ իոնները տեղափոխվում են մի թիթեղից մյուսը, էլեկտրական դաշտը արագացնում է իոնները՝ տալով նրանց վերջնական կինետիկ էներգիա mv 2/2: Աջ թիթեղը փոքր անցք ունի, որով իոնների մի մասը կարող է մտնել 0,50 մ երկարությամբ խցիկ (նկ.): Այս խցիկը պատրաստված է հաղորդիչ նյութից, և քանի որ չկա էլեկտրական դաշտ, իոնները անցնում են ամբողջ երկարությամբ՝ չփոխելով իրենց արագությունը։ Այս ամբողջ ուղին անցնելու համար իոնից պահանջվում է ընդամենը մի քանի միկրովայրկյան (1 մկվ = 10 -6 վրկ): Թեև այս ժամանակահատվածը շատ կարճ է, այնուամենայնիվ այն կարելի է ճշգրիտ չափել հատուկ չափիչ սարքի միջոցով: Սա թույլ է տալիս ճշգրիտ որոշել իոնի տերմինալ արագությունը:
Այն ժամանակը չափելու համար, որ իոնները երկար խցիկի միջով մի ծայրից մյուսն անցնելու համար անհրաժեշտ է նշել այն պահը, երբ տվյալ իոնը հեռանում է. այս կետըձախ կողմում, իսկ նույն իոնի՝ աջ ծայրին հասնելու ժամանակը: Տրված իոնի երկար խցիկ մտնելու ժամանակը նկատելու համար մուտքի մոտ տեղադրում ենք մի զույգ փոքր շեղող թիթեղներ (նկ.): Նրանց օգնությամբ դուք կարող եք վերահսկել ջրածնի իոնային ճառագայթի ուղղությունը: Երբ դեֆլեկտորային թիթեղները լիցքավորվում են, ջրածնի իոնները ենթարկվում են կողային էլեկտրական ուժի, որը շեղում է դրանք իրենց ճանապարհից: Եթե ​​շեղման թիթեղները այնուհետև լիցքաթափվեն, ապա միայն այն իոնները, որոնք նոր կամ ավելի ուշ մտել են խցիկ, կշարժվեն խցիկի երկայնական առանցքի երկայնքով. Հետևաբար, առաջին իոնները, որոնք կանցնեն հեռավոր ծայրում գտնվող անցքով, կլինեն նրանք, որոնք անցել են 0,50 մ ամբողջ տարածությունը թիթեղները լիցքաթափվելուց հետո: Այս իոնների ժամանումը հայտնաբերվում է անցքի հետևում տեղադրված զգայական տարրով:
Թիթեղների լիցքաթափման պահից մինչև ընդունող տարր առաջին իոնների հասնելու պահը չափելու համար խցիկի շեղման թիթեղները միացված են օսցիլոսկոպի ուղղահայաց շեղման թիթեղներին (նկ.): Երկար խցիկում թիթեղների լիցքաթափման պահը նշվում է օսցիլոսկոպի էկրանին գծված կորի գագաթով: Երկար խցիկի հեռավոր ծայրում գտնվող զգայական տարրը միացված է օսցիլոսկոպի նույն ուղղահայաց շեղման թիթեղներին (խցիկի երկու ծայրերի էլեկտրական միացումները կատարվում են ճիշտ նույնը): Երբ իոնային ճառագայթը հարվածում է ընդունող տարրին, երկրորդ գագաթնակետը հայտնվում է օսցիլոսկոպի էկրանին (նկ.): Երկու գագաթները հայտնվում են էկրանի տարբեր վայրերում, քանի որ դրանք ծագել են տարբեր ժամանակներ. Այս երկու պահերի միջև ընկած միջանկյալ ժամանակահատվածում օսցիլոսկոպի ավլման միացումը ստիպում է էլեկտրոնային ճառագայթը հորիզոնական շարժվել էկրանի վրա: Էլեկտրոնային ճառագայթը օսցիլոսկոպում անցնում է երկու գագաթների միջև ընկած տարածությունը միաժամանակ, քանի որ ջրածնի իոնները խցիկում 0,50 մ են անցնում:

Ժամանակակից օսցիլոսկոպներում ավլման սխեման կարող է հանգեցնել խողովակի էկրանի վրա գտնվող էլեկտրոնային ճառագայթի հորիզոնական շարժմանը մի ծայրից մյուսը մի քանի հարյուրերորդական միկրովայրկյանում: Իոնների արագությունը չափելու համար մաքրման սխեման ճշգրտվում է այնպես, որ ամբողջ կորը 5 միկրովայրկյանում անցնի: Այնուհետև օսցիլոսկոպի էկրանի երկու գագաթները նկատելիորեն կբաժանվեն: Գագաթների միջև հեռավորությունը չափելով, որոշվում է երկար խցիկը անցնելու համար ճառագայթի երկարությունը: Գտեք ժամանակային միջակայքը այն պահից, երբ ճառագայթը կարող է ուղիղ առաջ շարժվել մինչև ընդունող տարրին հարվածելու պահը, 0,01 միկրովրկ ճշգրտությամբ: Ջրածնի իոնների և արագացնող էլեկտրական ուժ ապահովող 90 վոլտ մարտկոցի դեպքում թռիչքի ժամանակը 3,82 մկվ է։ Դրանից մենք կարող ենք հաշվարկել իոնների v արագությունը երկար խցիկում: Այն հավասար է 0,50 մ/(3,82*10 -6 վ) = = 1,31*10 5 մ/վ։
Մյուս կողմից, այստեղ թիթեղները միմյանցից ուղիղ երեք անգամ ավելի հեռու են, քան միկրո-միկրոբալանսի մեջ, որտեղ իրականացվել է Միլիկանի փորձը. Բացի այդ, այն նույն մարտկոցներից երեք անգամ ավելի քիչ է օգտագործում: Քանի որ մեկ տարրական լիցքավորման ուժը համաչափ է միանման մարտկոցների թվին և հակադարձ համեմատական ​​է թիթեղների միջև եղած հեռավորությանը, յուրաքանչյուր տարրական լիցքավորման վրա այժմ պետք է գործադրվի ինը անգամ ավելի քիչ ուժ, այսինքն՝ 1/9 * 10 -14):
Եթե ​​ենթադրենք, որ ջրածնի մեկ ատոմը կրում է մեկ տարրական լիցք, ապա թիթեղների միջև ընկած յուրաքանչյուր իոն զգում է հենց նոր արտահայտված ուժը: Շարժվելով մի թիթեղից մյուսը, իոնը անցնում է 9,3 10 -3 մ ուղի ուժի ուղղությամբ, ուստի իոնը տեղափոխելու համար կատարված աշխատանքը հավասար է Fd = 1/9(1,4*10 -14 N)*: (9.3 10 -3 մ)= 1.4 10 -17 J. Հետևաբար,
մվ/2=մ (1,3*10 5 մ/վ) 2 /2=1,4 *10 -17 Ջ.
Այստեղից ջրածնի իոնի զանգվածի համար m գտնում ենք
մ= 1,7 *10 -27 կգ.

Բայց այս արժեքը մեզ քաջ հայտնի է։ Մեր չափումների ճշգրտության շրջանակներում այն ​​համընկնում է ջրածնի ատոմի զանգվածի հետ։
Այժմ մենք կարող ենք ամփոփել. Եթե ​​ջրածնի իոնը լիցքավորվում է մեկ անգամ, ապա նրա զանգվածը գրեթե հավասար է ջրածնի ատոմի զանգվածին։ Կարելի է նույնիսկ մի քայլ առաջ գնալ և պնդել, որ ջրածնի իոնն իսկապես միավոր լիցքի կրող է, և որ նրա զանգվածը գործնականում հավասար է ատոմի զանգվածին։ Սա պետք է ճիշտ լինի, քանի որ ենթադրելով, որ իոնն ավելի շատ լիցք է կրում, անհեթեթ արդյունքի կհանգեցնի: Օրինակ, եթե իոնը կրում է երկու տարրական լիցք, ապա իրական արժեքը mv 2/2 պետք է լինի երկու անգամ մեր ընդունած արժեքից: Քանի որ մենք չափեցինք v-ն, սա կարող է նշանակել միայն, որ իոնի զանգվածը երկու անգամ է, քան մենք գտանք: Այդպիսի ջրածնի իոնը կունենա ատոմի զանգվածից երկու անգամ մեծ զանգված, որի բեկորն է։ Այս եզրակացությունն այնքան անհավանական է, որ մենք մերժում ենք այն:

Նախկինում ցուցումներ կային, որ էլեկտրոնները բոլոր ատոմներում հայտնաբերված շինանյութեր են: Ըստ երևույթին, ջրածնի իոնը ջրածնի ատոմ է, որը կորցրել է մեկ էլեկտրոն: Բացի այդ, ոչ այս, ոչ էլ այլ փորձերի ժամանակ մենք երբևէ չենք հանդիպել ջրածնի դրական լիցքավորված բեկորի երկու տարրական դրական լիցքերով: Սա բազմաթիվ ապացույցներից մեկն է, որ դրական լիցքավորված ջրածնի իոնը վերջնական շինանյութն է: Սա պրոտոն է: Երբ ջրածինը բաժանվում է լիցքավորված մասնիկների, ապա, ինչպես նոր պարզվեց, պրոտոնը կազմում է ատոմի գրեթե ամբողջ զանգվածը։ Հետևաբար էլեկտրոնները պետք է շատ թեթև լինեն: Դուք կարող եք օգտագործել նույն գործիքները էլեկտրոնի զանգվածը չափելու և այդպիսով ստուգելու այս եզրակացությունը:

Այս տերմինն այլ իմաստներ ունի, տես Էլեկտրոն (իմաստներ)։ «Էլեկտրոն 2» «Էլեկտրոն» շարք չորս սովետ արհեստական ​​արբանյակներԵրկիր արձակվել է 1964 թ. Նպատակը ... Վիքիպեդիա

Էլեկտրոն- (Նովոսիբիրսկ, Ռուսաստան) Հյուրանոցի կատեգորիա՝ 3 աստղանի հյուրանոց Հասցե՝ 2nd Krasnodonsky Lane ... Հյուրանոցների կատալոգ

- (խորհրդանիշ e, e), առաջին տարր. ֆիզիկայում հայտնաբերված հ ցա; կարևոր. ամենափոքր զանգվածի և ամենափոքր էլեկտրական հզորության կրողը։ լիցք բնության մեջ. E. ատոմների բաղադրիչ; նրանց թիվը նեյտրով: ատոմը հավասար է. թիվը, այսինքն՝ միջուկի պրոտոնների թիվը։ Լիցք (ե) և զանգված... ... Ֆիզիկական հանրագիտարան

Էլեկտրոն- (Մոսկվա, Ռուսաստան) Հյուրանոցի կատեգորիա՝ 2 աստղանի հյուրանոց Հասցե՝ Անդրոպովի պողոտա 38 շենք 2 ... Հյուրանոցների կատալոգ

Էլեկտրոն- (e, e) (հունարեն էլեկտրոն սաթից; նյութ, որը հեշտությամբ էլեկտրականանում է շփման միջոցով), կայուն տարրական մասնիկ՝ բացասական էլեկտրական լիցքով e=1,6´10 19 C և 9´10 28 գ զանգվածով լեպտոնների դասին։ Հայտնաբերվել է անգլիացի ֆիզիկոսի կողմից... ... Պատկերազարդ հանրագիտարանային բառարան

- (e e), կայուն բացասական լիցքավորված տարրական մասնիկ՝ պտույտով 1/2, զանգվածը մոտ. 9,10 28 գ եւ մագնիսական պահ, հավասար է Բորի մագնետոնին; պատկանում է լեպտոններին և մասնակցում է էլեկտրամագնիսական, թույլ և գրավիտացիոն փոխազդեցություններին։

- (նշանակումը e), բացասական լիցքով և 9,1310 31 կգ հանգստի զանգվածով կայուն գլոբալ մասնիկ (որը պրոտոնի զանգվածի 1/1836-ն է)։ Էլեկտրոնները հայտնաբերվել են 1879 թվականին անգլիացի ֆիզիկոս Ջոզեֆ Թոմսոնի կողմից։ Նրանք շարժվում են միջուկի շուրջը,... ... Գիտատեխնիկական հանրագիտարանային բառարան

Առկա, հոմանիշների թիվը՝ 12 դելտա էլեկտրոն (1) լեպտոն (7) միներալ (5627) ... Հոմանիշների բառարան

Երկրի արհեստական ​​արբանյակ, որը ստեղծվել է ԽՍՀՄ-ում՝ ճառագայթային գոտիները և Երկրի մագնիսական դաշտը ուսումնասիրելու համար։ Դրանք արձակվել են զույգերով՝ մեկը ներքևում ընկած հետագծի երկայնքով, իսկ մյուսը՝ ճառագայթային գոտիների վերևում։ 1964 թվականին գործարկվեցին 2 զույգ Էլեկտրոններ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

ԷԼԵԿՏՐՈՆ, ԷԼԵԿՏՐՈՆ, ամուսին։ (հունարեն էլեկտրոն սաթ): 1. Ամենափոքր բացասական էլեկտրական լիցքով մասնիկ, որը պրոտոնի հետ համատեղ առաջացնում է ատոմ (ֆիզիկական)։ Էլեկտրոնների շարժումից առաջանում է էլեկտրական հոսանք։ 2. միայն միավորներ. Թեթև մագնեզիումի համաձուլվածք,... ... ԲառարանՈւշակովա

ԷԼԵԿՏՐՈՆ, ա, մ (հատուկ). Տարրական մասնիկ՝ նվազագույն բացասական էլեկտրական լիցքով: Օժեգովի բացատրական բառարան. Ս.Ի. Օժեգով, Ն.Յու. Շվեդովա. 1949 1992… Օժեգովի բացատրական բառարան

Գրքեր

• Էլեկտրոն. Տիեզերքի էներգիա, Լանդաու Լև Դավիդովիչ, Կիտայգորոդսկի Ալեքսանդր Իսաակովիչ. Դափնեկիրի գրքերը Նոբելյան մրցանակԼև Լանդաու և Ալեքսանդր Կիտայգորոդսկի - տեքստեր, որոնք տապալում են մեզ շրջապատող աշխարհի փղշտական ​​գաղափարը: Մեզանից շատերը մշտապես բախվում են...
• Electron Space Energy, Landau L., Kitaigorodsky A.. Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր Լև Լանդաուի և Ալեքսանդր Կիտայգորոդսկու գրքերը տեքստեր են, որոնք տապալում են մեզ շրջապատող աշխարհի ֆիլիստական ​​գաղափարը: Մեզանից շատերը մշտապես բախվում են...

Հայտնի է, որ էլեկտրոններն ունեն բացասական լիցք։ Բայց ինչպե՞ս կարելի է վստահ լինել, որ էլեկտրոնի զանգվածը և նրա լիցքը հաստատուն են այս բոլոր մասնիկների համար։ Դուք կարող եք դա ստուգել միայն թռչելիս բռնելով: Դադարեցնելով՝ այն կորչում է կազմող մոլեկուլների և ատոմների մեջ լաբորատոր սարքավորումներ. Միկրոտիեզերքի և նրա մասնիկների ըմբռնման գործընթացը երկար ճանապարհ է անցել՝ առաջին պարզունակ փորձերից մինչև փորձարարական ատոմային ֆիզիկայի ոլորտում վերջին զարգացումները:

Էլեկտրոնների մասին առաջին տեղեկությունը

Հարյուր հիսուն տարի առաջ էլեկտրոնները հայտնի չէին: Էլեկտրաէներգիայի «շինանյութերի» գոյության մասին առաջին ազդանշանը էլեկտրոլիզի փորձերն էին: Բոլոր դեպքերում նյութի յուրաքանչյուր լիցքավորված մասնիկ կրում էր ստանդարտ էլեկտրական լիցք, որն ուներ նույն արժեքը։ Որոշ դեպքերում գանձման գումարը կրկնապատկվել կամ եռապատկվել է, բայց միշտ մնացել է մեկ նվազագույն գանձման գումարի բազմապատիկ:

Ջ.Թոմփսոնի փորձերը

Քավենդիշի լաբորատորիայում Ջ.Թոմսոնը փորձ է անցկացրել, որն իրականում ապացուցել է էլեկտրականության մասնիկների գոյությունը։ Դրա համար գիտնականը հետազոտել է կաթոդային խողովակներից արձակվող ճառագայթումը: Փորձի ժամանակ ճառագայթները վանվել են բացասական լիցքավորված թիթեղից և ձգվել դեպի դրական լիցքավորված ափսե: Հաստատվեց էլեկտրական դաշտում որոշակի էլեկտրական մասնիկների մշտական ​​առկայության վարկածը։ Նրանց շարժման արագությունը համեմատելի էր լույսի արագության հետ։ Էլեկտրական լիցքը մասնիկի զանգվածի առումով պարզվեց, որ աներեւակայելի մեծ է։ Իր դիտարկումներից Թոմփսոնը մի քանի եզրակացություններ արեց, որոնք հետագայում հաստատվեցին այլ ուսումնասիրություններով:

Թոմփսոնի եզրակացությունները

1. Ատոմները կարող են բաժանվել, երբ ռմբակոծվում են ավելի արագ մասնիկներով: Միևնույն ժամանակ ատոմների միջից դուրս են գալիս բացասական լիցքավորված մարմիններ։
2. Բոլոր լիցքավորված մասնիկները ունեն նույն զանգվածը և լիցքը՝ անկախ նրանից, թե որ նյութից են դրանք առաջացել։
3. Այս մասնիկների զանգվածը շատ ավելի քիչ է, քան ամենաթեթև ատոմի զանգվածը։
4. Նյութի յուրաքանչյուր մասնիկ կրում է էլեկտրական լիցքի ամենափոքր մասնաբաժինը, որը բնության մեջ գոյություն չունի: Ցանկացած լիցքավորված մարմին կրում է ամբողջ թվով էլեկտրոններ։

Մանրամասն փորձերը հնարավորություն են տվել հաշվարկել առեղծվածային միկրոմասնիկների պարամետրերը։ Արդյունքում պարզվել է, որ բաց լիցքավորված մարմինները էլեկտրականության անբաժանելի ատոմներ են։ Հետագայում նրանց տրվեց էլեկտրոններ անվանումը։ Այն եկել է Հին Հունաստանև պարզվեց, որ հարմար է նոր հայտնաբերված մասնիկը նկարագրելու համար:

Էլեկտրոնների արագության ուղղակի չափում

Քանի որ էլեկտրոնը տեսնելու միջոց չկա, այս տարրական մասնիկի հիմնական քանակությունները չափելու համար անհրաժեշտ փորձերն իրականացվում են դաշտերի միջոցով՝ էլեկտրամագնիսական և գրավիտացիոն: Եթե ​​առաջինն ազդում է միայն էլեկտրոնի լիցքի վրա, ապա նուրբ փորձերի օգնությամբ, հաշվի առնելով գրավիտացիոն էֆեկտը, հնարավոր է եղել մոտավորապես հաշվարկել էլեկտրոնի զանգվածը։

Էլեկտրոնային ատրճանակ

Էլեկտրոնների զանգվածների և լիցքերի առաջին իսկ չափումները կատարվել են էլեկտրոնային ատրճանակի միջոցով: Հրացանի մարմնի խորը վակուումը թույլ է տալիս էլեկտրոններին նեղ ճառագայթով վազել մի կաթոդից մյուսը:

Էլեկտրոնները ստիպված են լինում երկու անգամ հաստատուն արագությամբ անցնել նեղ անցքերով v. Գործընթաց է տեղի ունենում, որը նման է այն բանին, թե ինչպես է այգու գուլպաներից հոսքը մտնում ցանկապատի անցք: Էլեկտրոնների մասերը թռչում են խողովակի երկայնքով հաստատուն արագությամբ: Փորձնականորեն ապացուցված է, որ եթե էլեկտրոնային հրացանի վրա կիրառվող լարումը 100 Վ է, ապա էլեկտրոնի արագությունը կհաշվարկվի 6 միլիոն մ/վ։

Փորձարարական բացահայտումներ

Էլեկտրոնների արագության ուղղակի չափումը ցույց է տալիս, որ անկախ նրանից, թե ինչ նյութերից է պատրաստված ատրճանակը և ինչպիսին է պոտենցիալների տարբերությունը, պահպանվում է e/m = const կապը:

Այս եզրակացությունն արվել է արդեն 20-րդ դարի սկզբին։ Այն ժամանակ նրանք դեռ չգիտեին, թե ինչպես ստեղծել լիցքավորված մասնիկների միատարր ճառագայթներ, որոնք օգտագործվում էին փորձերի համար, բայց արդյունքը մնաց նույնը. Փորձը մեզ թույլ տվեց մի քանի եզրակացություններ անել. Էլեկտրոնի լիցքի և նրա զանգվածի հարաբերակցությունը էլեկտրոնների համար նույն արժեքն ունի։ Սա հնարավորություն է տալիս եզրակացություն անել էլեկտրոնի՝ որպես մեր աշխարհում ցանկացած նյութի բաղադրիչի ունիվերսալության մասին։ Շատ մեծ արագությունների դեպքում էլ/մ-ի արժեքը սպասվածից քիչ է ստացվում։ Այս պարադոքսը լիովին բացատրվում է նրանով, որ լույսի արագությանը համեմատվող բարձր արագությունների դեպքում մասնիկի զանգվածը մեծանում է։ Լորենցի փոխակերպումների սահմանային պայմանները ցույց են տալիս, որ մարմնի արագությամբ, հավասար արագությունլույս, այս մարմնի զանգվածը դառնում է անսահման: Էլեկտրոնների զանգվածի նկատելի աճը տեղի է ունենում հարաբերականության տեսության հետ լիովին համաձայն:

Էլեկտրոնը և նրա հանգիստ զանգվածը

Պարադոքսալ եզրակացությունը, որ էլեկտրոնի զանգվածը հաստատուն չէ, հանգեցնում է մի քանի հետաքրքիր եզրակացությունների։ Նորմալ վիճակում էլեկտրոնի մնացած զանգվածը չի փոխվում։ Այն կարելի է չափել տարբեր փորձերի հիման վրա։ Ներկայումս էլեկտրոնի զանգվածը բազմիցս չափվել է և կազմում է 9,10938291(40)·10-31 կգ: Նման զանգված ունեցող էլեկտրոնները մտնում են քիմիական ռեակցիաներ, ձևավորում են էլեկտրական հոսանքի շարժում և գրավվում են ամենաճշգրիտ գործիքներով, որոնք գրանցում են. միջուկային ռեակցիաներ. Այս արժեքի նկատելի աճը հնարավոր է միայն լույսի արագությանը մոտ արագությամբ:

Էլեկտրոնները բյուրեղներում

Ֆիզիկա ամուրգիտություն է, որը կատարում է բյուրեղներում լիցքավորված մասնիկների վարքի դիտարկումներ։ Բազմաթիվ փորձերի արդյունքը եղավ հատուկ մեծության ստեղծումը, որը բնութագրում է էլեկտրոնի վարքը ուժային դաշտերում բյուրեղային նյութեր. Սա էլեկտրոնի այսպես կոչված արդյունավետ զանգվածն է։ Նրա արժեքը հաշվարկվում է այն փաստի հիման վրա, որ բյուրեղում էլեկտրոնի շարժումը ենթարկվում է լրացուցիչ ուժերի, որոնց աղբյուրը բյուրեղային ցանցն է։ Նման շարժումը կարելի է բնութագրել որպես ստանդարտ ազատ էլեկտրոնի համար, բայց այդպիսի մասնիկի իմպուլսը և էներգիան հաշվարկելիս պետք է հաշվի առնել ոչ թե էլեկտրոնի մնացած զանգվածը, այլ արդյունավետը, որի արժեքը տարբեր կլինի։

Էլեկտրոնի շարժը բյուրեղում

Ցանկացած ազատ մասնիկի վիճակը կարելի է բնութագրել նրա իմպուլսի մեծությամբ։ Քանի որ իմպուլսի արժեքն արդեն որոշված ​​է, ուրեմն, անորոշության սկզբունքի համաձայն, մասնիկի կոորդինատները կարծես լղոզված են ամբողջ բյուրեղում։ Բյուրեղային ցանցի ցանկացած կետում էլեկտրոնի հանդիպելու հավանականությունը գրեթե նույնն է: Էլեկտրոնի իմպուլսը բնութագրում է նրա վիճակը էներգետիկ դաշտի ցանկացած կոորդինատում։ Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ էլեկտրոնի էներգիայի կախվածությունը իմպուլսից նույնն է, ինչ ազատ մասնիկի, բայց միևնույն ժամանակ էլեկտրոնի զանգվածը կարող է սովորականից տարբեր արժեք ստանալ։ Ընդհանուր առմամբ, իմպուլսով արտահայտված էլեկտրոնային էներգիան կունենա E(p)=p 2 /2m* ձև։ Այս դեպքում m*-ը էլեկտրոնի արդյունավետ զանգվածն է։ Գործնական կիրառությունԷլեկտրոնի արդյունավետ զանգվածը չափազանց կարևոր է էլեկտրոնիկայի և միկրոտեխնոլոգիայի մեջ օգտագործվող նոր կիսահաղորդչային նյութերի մշակման և ուսումնասիրության համար:

Էլեկտրոնի զանգվածը, ինչպես ցանկացած այլ քվազիմասնիկ, չի կարող բնութագրվել ստանդարտ բնութագրերով, որոնք հարմար են մեր Տիեզերքին: Միկրոմասնիկի ցանկացած հատկանիշ կարող է զարմացնել և կասկածի տակ դնել շրջապատող աշխարհի մասին մեր բոլոր պատկերացումները:

Մ.Ֆարադեյի կողմից հաստատված էլեկտրոլիզի օրենքների հիման վրա իռլանդացի գիտնական Դ.Սթոունին առաջ քաշեց այն վարկածը, որ ատոմի ներսում տարրական լիցք կա։ Իսկ 1891 թվականին Սթոունին առաջարկեց այս լիցքն անվանել էլեկտրոն։ Էլեկտրոնի վրա լիցքի քանակը հաճախ նշվում է e կամ .

Էլեկտրոլիզի օրենքները դեռևս ապացույց չեն էլեկտրոնի՝ որպես տարրական էլեկտրական լիցքի գոյության մասին։ Այսպիսով, կարծիք կար, որ բոլոր միավալենտ իոնները կարող են ունենալ տարբեր լիցքեր, և դրանց միջին արժեքը հավասար է էլեկտրոնի լիցքին։ Բնության մեջ տարրական լիցքի առկայությունը ապացուցելու համար անհրաժեշտ էր չափել առանձին իոնների լիցքերը, այլ ոչ թե էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր քանակը։ Բացի այդ, հարցը բաց մնաց, թե արդյոք մեղադրանքը կապված է նյութի որևէ մասնիկի հետ: Այս հարցերի լուծման գործում նշանակալի ներդրում են ունեցել Ջ.Պերինը և Ջ.Թոմսոնը։ Նրանք ուսումնասիրեցին կաթոդային ճառագայթների մասնիկների շարժման օրենքները էլեկտրական և մագնիսական դաշտեր. Պերինը ցույց տվեց, որ կաթոդային ճառագայթները բացասական լիցք կրող մասնիկների հոսք են։ Թոմսոնը հաստատեց, որ այս բոլոր մասնիկները ունեն հավասար հարաբերություններլիցքավորումը զանգվածի նկատմամբ.

Բացի այդ, Թոմսոնը ցույց տվեց, որ տարբեր գազերի համար կաթոդային ճառագայթների մասնիկների հարաբերակցությունը նույնն է, և կախված չէ այն նյութից, որից պատրաստված է կաթոդը։ Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ տարբեր տարրերի ատոմները կազմող մասնիկները նույնն են։ Ինքը՝ Թոմսոնը, եզրակացրեց, որ ատոմները բաժանելի են։ Բացասական լիցք ունեցող և շատ փոքր զանգված ունեցող մասնիկները կարող են պոկվել ցանկացած նյութի ատոմից։ Այս բոլոր մասնիկներն ունեն նույն զանգվածը և նույն լիցքը։ Այդպիսի մասնիկները կոչվում էին էլեկտրոններ։

Միլիկանի և Իոֆեի փորձերը

Ամերիկացի գիտնական Ռ.Միլիկանը փորձարարական կերպով ապացուցեց, որ գոյություն ունի տարրական լիցք։ Իր փորձերում նա չափել է նավթի կաթիլների շարժման արագությունը միատարր էլեկտրական դաշտում, որը ստեղծվել է երկու էլեկտրական թիթեղների միջև։ Կաթիլը լիցքավորվեց, երբ բախվեց իոնին: Համեմատվել են առանց լիցքի կաթիլի շարժման արագությունները և նույն անկումը իոնի հետ բախումից հետո (որը լիցք է ստացել): Իմանալով թիթեղների միջև դաշտի ուժգնությունը՝ հաշվարկվել է անկման լիցքը։

Միլիկանի փորձերը կրկնել են Ա.Ֆ. Իոֆֆե. Նա նավթի կաթիլների փոխարեն մետաղական բծեր է օգտագործել։ Փոփոխելով թիթեղների միջև դաշտի ուժը, Իոֆը հավասարության հասավ ձգողության ուժի և Կուլոնի ուժի միջև, մինչդեռ փոշու մասնիկը մնաց անշարժ: Փոշու բծը լուսավորված էր ուլտրամանուշակագույն լույսով։ Միևնույն ժամանակ, նրա լիցքը փոխվեց՝ ձգողականության ուժը հավասարակշռելու համար, անհրաժեշտ էր փոխել դաշտի ուժը. Ստացված ինտենսիվության արժեքների հիման վրա գիտնականը դատել է փոշու մասնիկի էլեկտրական լիցքերի հարաբերակցությունը։

Միլիկանի և Իոֆեի փորձերում ցույց է տրվել, որ փոշու մասնիկների և կաթիլների լիցքերը միշտ կտրուկ փոխվել են։ Գումարի նվազագույն փոփոխությունը հավասար էր.

Ցանկացած լիցքավորված մարմնի էլեկտրական լիցքը հավասար է ամբողջ թվի և էլեկտրոնի լիցքի բազմապատիկն է։ Հիմա կարծիք կա, որ կան տարրական մասնիկներ- քվարկներ, որոնք ունեն կոտորակային լիցք ().

Այսպիսով, էլեկտրոնային լիցքը համարվում է հավասար.

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Հարթ կոնդենսատորում, որի թիթեղների միջև հեռավորությունը հավասար է d-ի, յուղի մի կաթիլը անշարժ է, զանգվածը մ է։ Քանի՞ ավելորդ էլեկտրոն կա դրա վրա, եթե թիթեղների միջև պոտենցիալ տարբերությունը U է:
Լուծում	Այս խնդիրը դիտարկում է Միլիկանի փորձի անալոգը։ Նավթի մի կաթիլի վրա գործում են երկու ուժեր, որոնք ջնջում են միմյանց: Դրանք են՝ ձգողականությունը և Կուլոնյան ուժը (նկ. 1): Քանի որ հարթ կոնդենսատորի ներսում դաշտը կարելի է համարել միատարր, մենք ունենք. որտեղ E-ն էլեկտրաստատիկ դաշտի ուժն է կոնդենսատորում: Էլեկտրաստատիկ ուժի մեծությունը կարելի է գտնել հետևյալ կերպ. Քանի որ մասնիկը հավասարակշռության մեջ է և չի շարժվում, ապա Նյուտոնի Երկրորդ օրենքի համաձայն մենք ստանում ենք. Բանաձևից (1.3) մենք արտահայտում ենք մասնիկի լիցքը. Իմանալով էլեկտրոնի լիցքի արժեքը (), ավելցուկային էլեկտրոնների թիվը (ստեղծելով անկման լիցքը), մենք այն գտնում ենք հետևյալ կերպ.
Պատասխանել

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Քանի՞ էլեկտրոն է կորցրել կաթիլը ուլտրամանուշակագույն լույսի ճառագայթումից հետո (տե՛ս օրինակ 1), եթե այն արագացումը, որով այն սկսել է շարժվել դեպի ներքև, հավասար է a-ի։
Լուծում	Այս դեպքի համար մենք գրում ենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը հետևյալ կերպ. Կուլոնի ուժը փոխվել է, քանի որ մասնիկների լիցքը փոխվել է ճառագայթումից հետո. Նյուտոնի երկրորդ օրենքին համապատասխան մենք ունենք.