Электрон: различия между версиями

[[Заряд (физика)|Заряд]] электрона неделим и равен −1,6021766208(98){{e|−19}} [[Кулон|Кл]]<ref name="CODATA allascii" /> (или −4,80320427(13){{e|−10}} [[Франклин (единица)|ед. заряда СГСЭ]] в системе [[СГСЭ]] или −1,6021766208(98){{e|−20}} ед. СГСМ в системе [[СГСМ]]); он был впервые непосредственно измерен в [[Опыт Милликена|экспериментах]] [[Иоффе, Абрам Фёдорович|А. Ф. Иоффе]] ([[1911 год в науке|1911]]) и [[Милликен, Роберт Эндрюс|Р. Милликена]] ([[1912 год в науке|1912]]). Эта величина служит [[единица измерения|единицей измерения]] электрического заряда других элементарных частиц (в отличие от заряда электрона, [[элементарный заряд]] обычно берётся с положительным знаком). Масса электрона равна 9,10938356(11){{e|−31}} кг.<ref name="CODATA allascii" />.

В отличие от большинства других известных науке частиц, электрон стабилен (более точно, в пределах чувствительности эксперимента его [[Время жизни квантовомеханической системы|время жизни]] не менее {{nobr|6,6{{e|28}} лет}} с 90%-й [[Доверительный интервал|доверительной вероятностью]]<ref name=bx2015/>). Распаду свободного электрона на [[нейтрино]] и [[фотон]]ы препятствует [[закон сохранения электрического заряда]], а распаду на другие элементарные частицы препятствует [[закон сохранения энергии]].

Современная наука рассматривает электрон как [[Фундаментальная частица|фундаментальную элементарную частицу]], не обладающую структурой и размерами<ref>''Наумов А. И.'' Физика атомного ядра и элементарных частиц. — М.,: [[Просвещение (издательство)|Просвещение]], 1984. — Тираж 30 000 экз. — С. 82.</ref>. Эксперименты по сверхточному определению магнитного момента электрона ([[Нобелевская премия]] 1989 года) показывают, что размеры электрона не превышают {{nobr|10⁻²⁰ см}}<ref name = "DemeltRus">{{статья|автор=Демельт Х.[http://ufn.ru/ru/articles/1990/12/e/ «|заглавие=Эксперименты с покоящейся изолированной субатомной частицей»] //[(Нобелевская лекция)]|издание=[[УФН]], т. |год=1990|том=160 (|выпуск=12), с. |страницы=129—139, |ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/1990/12/e/|doi=|arxiv=|язык=ru}}</ref><ref name = "Demelt">Nobel lecture, December, 8, 1989, Hans D. Dehmelt [http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/dehmelt-lecture.pdf Experiments with an isolated subatomic particle at rest]</ref>. Проведённые до этого эксперименты по столкновению электронов высоких энергий давали большееболее значениегрубое ограничение на размеры: {{nobr|10⁻¹⁷ см}}<ref>{{статья|автор=Смондырев М. А.|заглавие=Квантовая электродинамика на малых расстояниях|издание=[[Природа (журнал)|Природа]]|год=1980|номер=9|страницы=74—77}}</ref>.

Как и любая заряженная частица со спином, электрон обладает [[Магнитный момент|магнитным моментом]], причемпричём магнитный момент делится на [[Магнетон Бора|нормальную часть]] и [[аномальный магнитный момент]]. В 1989 г.году [[Демельт, Ханс Георг|Г. Демельту]] была присуждена [[Нобелевская премия по физике]] за измерение магнитного момента электрона с точностью до <math>{{nobr|13</math> знаков}} после запятой<ref name = "DemeltRus" /><ref name = "Demelt" />.

Иногда к электронам относят как собственно электроны, так и [[позитрон]]ы (например, рассматривая их как общее электрон-позитронное поле, решение [[уравнение Дирака|уравнения Дирака]]), особенно в тех задачах, когда их общие свойства более существенны, чем различия. При таком выборе терминов отрицательно заряженный электрон называют<ref>По предложению [[Андерсон, Карл Дейвид|Карла Андерсона]], открывшего позитрон в 1932 году.</ref> негатроном<ref>{{статья|автор=Beuermann K. P. Beuermann et al.|заглавие=Cosmic-Ray Negatron and Positron Spectra Between 12 and 220 MeV|издание=Phys. Rev. Lett.|volume=22|pages=412–415412—415|год=1969|doi=10.1103/PhysRevLett.22.412}}<br>{{статья|автор=Ejiri H. Ejiri|заглавие=Difference between Log ''ft'' Values of Negatron Decays and Positron Decays from Odd-Odd Nuclei to Even-Even Nuclei|издание=J. Phys. Soc. Jpn.|volume=22|год=1967|pages=360-367360—367 |doi=10.1143/JPSJ.22.360}}<br>Из статьи {{статья|автор=Skibo J. G. Skibo, Ramaty R. Ramaty|заглавие=Primary and Secondary Cosmic Ray Positrons and Electrons|издание=23rd International Cosmic Ray Conference|volume=2|pages=132—135|год=1993|bibcode=1993ICRC....2..132S}}: «Hereafter, the term electron will refer to positrons and negatrons».</ref>, положительно заряженный — позитроном.

Находясь в [[Частица в периодическом потенциале|периодическом потенциале]] кристалла, электрон рассматривается как [[квазичастица]], [[эффективная масса]] которой может значительно отличаться от [[масса|массы]] электрона в вакууме.

Благодаря своей малой массе электроны вследствие [[туннельный эффект|туннельного эффекта]] с лёгкостью проникают через потенциальные барьеры высотой в несколько электрон-вольт и толщиной примерно до десятка атомных диаметров. Явлением туннельного эффекта для электронов объясняется то, что электрический ток может протекать между металлическим электродом и ионами раствора или между двумя металлами, находящимися в контакте, несмотря на то, что поверхность металла обычно покрыта слоями окисла или загрязнена<ref>''[[Мотт, Невилл Франсис|Мотт Н.]], [[Снеддон, Иан|Снеддон И.]]'' Волновая механика и её применения.  — М.,: [[Наука (издательство)|Наука]], 1966. - — Тираж 9400 экз. — - cС. 30</ref>.

Отношение [[электрический заряд|электрического заряда]] к массе для электрона во много раз превышает аналогичное отношение для любой другой элементарной частицы или системы частиц. Электроны можно получать из твёрдых тел относительно легко по сравнению с любыми другими частицами. Эти два обстоятельства лежат в основе многочисленных применений электронов в электровакуумных приборах<ref>''Спроул Р.'' Современная физика.  — М.,: [[Наука (издательство)|Наука]], 1974. - — Тираж 34000 экз. — - cС. 18</ref>.