Αν είναι έτοιμο να ζητήσετε από 100 άτομα να ονομάσουνΕάν υπάρχουν τρία γνωστά στοιχειώδη σωματίδια, τότε ίσως δεν θα ονομάσουν και τα τρία, αλλά κανείς δεν θα ξεχάσει να ονομάσει τον πρωταθλητή σε δημοτικότητα - το ηλεκτρόνιο. Μικρό, ελαφρύτερο μεταξύ των σωματιδίων που φέρουν φορτίο, πανταχού παρόντα και ..., δυστυχώς, "αρνητικό", είναι μέρος οποιασδήποτε ουσίας στη Γη και αυτό αξίζει ήδη μια ειδική σχέση με τον εαυτό του. Το όνομα του σωματιδίου προήλθε από την αρχαία Ελλάδα από την ελληνική λέξη «κεχριμπάρι» - ένα υλικό που αγαπούσαν οι αρχαίοι για την ικανότητά του να προσελκύει μικρά αντικείμενα. Στη συνέχεια, όταν η μελέτη της ηλεκτρικής ενέργειας έγινε πιο διαδεδομένη, ο όρος «ηλεκτρόνιο» άρχισε να σημαίνει την αδιαίρετη, και ως εκ τούτου τη μικρότερη μονάδα φόρτισης.
Αιώνια ζωή στο ηλεκτρόνιο ως αναπόσπαστο μέροςουσίες, που παρουσιάστηκαν από μια ομάδα φυσικών με επικεφαλής τον J.J. Thomson. Το 1897, εξερεύνησαν τις καθοδικές ακτίνες, καθόρισαν πώς η μάζα ενός ηλεκτρονίου σχετίζεται με το φορτίο του, και διαπίστωσαν ότι αυτός ο λόγος δεν εξαρτάται από το υλικό της καθόδου. Το επόμενο βήμα στην κατανόηση της φύσης του ηλεκτρονίου έγινε από τον Becquerel το 1900. Στο πείραμά του, αποδείχθηκε ότι οι β-ακτίνες του ραδίου εκτρέπονται επίσης σε ένα ηλεκτρικό πεδίο και έχουν την ίδια αναλογία μάζας προς φόρτιση με τις ακτίνες καθόδου. Αυτό έγινε μια αδιαμφισβήτητη απόδειξη ότι το ηλεκτρόνιο είναι ένα «ανεξάρτητο κομμάτι» του ατόμου οποιασδήποτε ουσίας. Και τότε, το 1909, ο Robert Milliken, σε ένα πείραμα με σταγονίδια λαδιού που έπεσαν σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, μπόρεσε να μετρήσει την ηλεκτρική δύναμη εξισορροπώντας τη δύναμη της βαρύτητας. Στη συνέχεια, η στοιχειώδης τιμή, δηλαδή μικρότερη φόρτιση:
eo = - 1,602176487 (49) * 10-19 Cl.
Αυτό ήταν αρκετό για τον υπολογισμό της μάζας ηλεκτρονίων:
me = 9.10938215 (15) * 10-31 κιλά.
Φαίνεται ότι τώρα η σειρά, όλα είναι πίσω, αλλά αυτή ήταν μόνο η αρχή μιας μακράς γνώσης της φύσης του ηλεκτρονίου.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, το αδιέξοδο της φυσικής δεν ήταν ακόμηη αμφίδρομη φύση του ηλεκτρονίου, η οποία έχει αποδειχθεί, αλλά όλο και περισσότερο δηλώνεται: οι κβαντομηχανικές του ιδιότητες έδειξαν ένα σωματίδιο και στα πειράματα σχετικά με την παρέμβαση των ηλεκτρονικών ακτίνων σε παράλληλες σχισμές εμφανίστηκε μια κυματική φύση. Η στιγμή της αλήθειας ήρθε το 1924, όταν στην αρχή ο Louis de Broglie προικίστηκε όλα τα υλικά, και το ηλεκτρόνιο, επίσης, με κύματα που πήραν το όνομά του, και μετά από 3 χρόνια ο Pauli ολοκλήρωσε τον σχηματισμό των αρχικών εννοιών της κβαντικής μηχανικής που περιγράφουν την κβαντική φύση των σωματιδίων. Στη συνέχεια ήρθε η σειρά των Erwin Schrödinger και Paul Dirac - συμπληρώνοντας ο ένας τον άλλον, βρήκαν εξισώσεις για να περιγράψουν την ουσία του ηλεκτρονίου, στην οποία η μάζα ηλεκτρονίων και οι σταθερές, κβαντικές ποσότητες του Planck, αντανακλούσαν χαρακτηριστικά κυμάτων - συχνότητα και μήκος κύματος.
Φυσικά, μια τέτοια αντιγραφή ενός στοιχειώδους σωματιδίουείχε εκτεταμένες συνέπειες. Με την πάροδο του χρόνου, κατέστη σαφές ότι τα χαρακτηριστικά ενός ελεύθερου ηλεκτρονίου έξω από μια ουσία (ακτίνες καθόδου ως παράδειγμα) δεν είναι καθόλου ίδια με ένα ηλεκτρόνιο με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος σε κρύσταλλο. Για ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο, η μάζα του είναι γνωστή ως "μάζα ανάπαυσης του ηλεκτρονίου." Η φυσική φύση της διαφοράς μάζας ενός ηλεκτρονίου υπό διαφορετικές συνθήκες προκύπτει από το γεγονός ότι η ενέργειά του εξαρτάται από τον κορεσμό από το μαγνητικό πεδίο του χώρου στον οποίο κινείται. Οι βαθύτερες «αναβολές» δείχνουν ότι το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου των ηλεκτρονίων που κινούνται σε έναν αγωγό, ακριβέστερα, η ροή του ρεύματος σε μια ουσία, δεν εξαρτάται από το μέγεθος του φορτίου των σημερινών φορέων, αλλά από τη μάζα τους. Όμως, από την άλλη πλευρά, η συγκεκριμένη ενέργεια του μαγνητικού πεδίου είναι ίση με την κινητική ενεργειακή πυκνότητα των κινούμενων φορτίων και η αύξηση αυτής της ενέργειας είναι στην πραγματικότητα ισοδύναμη με την αυξημένη μάζα φορέων φορτίου, η οποία ονομαζόταν «πραγματική μάζα του ηλεκτρονίου». Προσδιορίστηκε αναλυτικά ότι είναι / 2λ φορές μεγαλύτερη από τη μάζα ενός ελεύθερου ηλεκτρονίου, όπου a είναι η απόσταση μεταξύ των επιπέδων που δεσμεύουν τον αγωγό, λ είναι το βάθος του στρώματος του δέρματος του μαγνητικού πεδίου.
Στη στοιχειώδη φυσική σωματιδίων, η μάζα ενός ηλεκτρονίουείναι μία από τις σταθερές αναφοράς. Η βιογραφία του ηλεκτρονίου δεν έχει τελειώσει - η έρευνα είναι πάντα σχετική και σε ζήτηση, όπου ενεργεί ως απαραίτητος συμμετέχων. Είναι από καιρό ξεκάθαρο ότι αν και είναι μικρό, στοιχειώδες και το Σύμπαν χωρίς αυτό δεν είναι ένα βήμα μακριά.
