Dalam fisika keadaan padat, massa efektif partikel adalah massa dinamis yang muncul ketika partikel bergerak dalam potensial periodik kristal. Dapat ditunjukkan bahwa elektron dan hole dalam kristal bereaksi terhadap medan listrik seolah-olah mereka bergerak bebas dalam ruang hampa, tetapi dengan massa efektif, yang biasanya dinyatakan dalam satuan massa diam elektron me (9,11×10−31 kg ). Ini berbeda dari massa diam elektron. Massa efektif ditentukan dengan analogi dengan hukum kedua Newton menggunakan mekanika kuantum untuk menunjukkan bahwa untuk elektron dalam medan listrik eksternal E: de a - percepatan, - Konstanta Planck, k - vektor gelombang, yang ditentukan dari momentum sebagai k =, (k) - hukum dispersi, yang menghubungkan energi dengan vektor gelombang k. Di hadapan medan listrik, sebuah gaya bekerja pada elektron, di mana muatan dilambangkan dengan q. Dari sini kita bisa mendapatkan ekspresi untuk massa efektif m * :

Untuk partikel bebas, hukum dispersi adalah kuadrat, dan dengan demikian massa efektif adalah konstan dan sama dengan massa diam. Dalam kristal, situasinya lebih rumit dan hukum dispersi berbeda dari hukum kuadrat. Dalam kasus ini, hanya pada titik ekstrem dari kurva hukum dispersi, yang dapat didekati dengan parabola, konsep massa dapat digunakan. Massa efektif tergantung pada arah kristal dan umumnya tensor. Tensor massa efektif adalah istilah dalam fisika keadaan padat yang mencirikan sifat kompleks dari massa efektif kuasipartikel (elektron, lubang) dalam padatan. Sifat tensor dari massa efektif menggambarkan fakta bahwa dalam kisi kristal elektron bergerak bukan sebagai partikel dengan massa diam, tetapi sebagai kuasipartikel yang massanya bergantung pada arah gerak relatif terhadap sumbu kristalografi kristal. Massa efektif diperkenalkan ketika ada hukum dispersi parabola, jika tidak, massa mulai bergantung pada energi. Akibatnya, massa efektif negatif dimungkinkan. Menurut definisi, massa efektif ditemukan dari hukum dispersi Dimana vektor gelombang, adalah simbol Kronecker, adalah konstanta Planck. Elektron. Elektron adalah partikel elementer yang stabil dan bermuatan negatif, salah satu unit struktural dasar materi. Adalah fermion (yaitu memiliki putaran setengah bilangan bulat). Mengacu pada lepton (satu-satunya partikel stabil di antara lepton bermuatan). Kulit elektron atom terdiri dari elektron, di mana jumlah dan posisinya menentukan hampir semua sifat kimia zat. Pergerakan elektron bebas menyebabkan fenomena seperti arus listrik dalam konduktor dan vakum. Elektron sebagai kuasipartikel. Jika elektron berada dalam potensial periodik, gerakannya dianggap sebagai gerakan kuasipartikel. Keadaannya dijelaskan oleh vektor gelombang semu. Karakteristik dinamis utama dalam kasus hukum dispersi kuadrat adalah massa efektif, yang dapat berbeda secara signifikan dari massa elektron bebas dan, dalam kasus umum, adalah tensor. Sifat Muatan elektron tidak dapat dibagi dan sama dengan 1.602176487(40)×10−19 Kkg - massa elektron Kl - muatan elektron. C/kg - muatan elektron spesifik. spin elektron dalam satuan Menurut konsep modern fisika partikel elementer, elektron tidak dapat dibagi dan tidak memiliki struktur (setidaknya hingga jarak 10−17 cm). Elektron berpartisipasi dalam interaksi lemah, elektromagnetik dan gravitasi. Itu milik kelompok lepton dan (bersama dengan antipartikelnya, positron) yang paling ringan dari lepton bermuatan. Sebelum penemuan massa neutrino, elektron dianggap yang paling ringan dari partikel masif - massanya sekitar 1836 kali lebih kecil dari massa proton. Spin elektron adalah 1/2, dan dengan demikian elektron adalah fermion. Seperti partikel bermuatan apapun dengan spin, elektron memiliki momen magnet, dan momen magnet dibagi menjadi bagian normal dan momen magnet anomali. Kadang-kadang baik elektron itu sendiri maupun positron disebut sebagai elektron (misalnya, menganggapnya sebagai medan elektron-positron yang sama, solusi dari persamaan Dirac). Dalam hal ini, elektron yang bermuatan negatif disebut negatron, yang bermuatan positif disebut positron. Berada dalam potensial periodik kristal, elektron dianggap sebagai partikel kuasi, yang massa efektifnya dapat berbeda secara signifikan dari massa elektron. Sebuah elektron bebas tidak dapat menyerap foton, meskipun dapat menyebarkannya (lihat efek Compton). Lubang. Lubang adalah kuasipartikel, pembawa muatan positif yang sama dengan muatan dasar dalam semikonduktor. Definisi menurut GOST 22622-77: Ikatan valensi yang tidak terisi, yang memanifestasikan dirinya sebagai muatan positif, secara numerik sama dengan muatan elektron. Konsep lubang diperkenalkan dalam teori pita untuk menggambarkan fenomena elektronik dalam pita valensi yang tidak terisi penuh elektron. Spektrum elektronik pita valensi sering mengandung beberapa pita yang berbeda dalam massa efektif dan posisi energi (pita lubang ringan dan berat, pita lubang pemisahan spin-orbit).

V.N. Guskov.

Properti mencirikan isi objek fisik (FO) dalam interaksinya dengan dunia luar.
Dari sini dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat itu sendiri tidak dapat dianggap secara langsung sebagai kandungan material dari objek tersebut. Propertinya nyata hanya karena konten OP itu nyata. Mereka sepenuhnya bergantung pada konten objek dan memanifestasikan diri dalam interaksi mereka dengan dunia luar. Oleh karena itu, semua jenis konstanta fisik dari sifat spesifik OP, pada dasarnya, adalah indikator invarian dari konten material objek.

Massa sebuah elektron.

Massa, menurut Newton, adalah karakteristik internal FD, ukuran kelembamannya (kelembaman).
Dalam fisika, diyakini bahwa kelembaman suatu objek dimanifestasikan dalam kemampuannya untuk menolak perubahan, pengaruh eksternal. Namun dari sudut pandang konsep direct short-range action (CNB), kemampuan menolak perubahan dimiliki oleh semua FD terlibat dalam mengubah interaksi, terlepas dari apakah mereka memiliki sifat massa.
Setiap FD akan menolak perubahan dalam kontennya sendiri, pergerakan internalnya. Ini juga merupakan karakteristik objek energi - foton, yang tidak memiliki massa (setidaknya dalam bentuk besaran skalar).
Dari sudut Komite Keamanan Nasional, kehadiran massa di FD ditentukan oleh kemampuannya untuk tidak menolak perubahan sama sekali atau mempertahankan strukturnya, organisasi internalnya, tetapi menolak perubahan dalam hubungan seseorang dengan zat material tertentu di mana struktur ini direalisasikan sebagai FD.
Kemampuan untuk memiliki massa ini berlawanan dengan kemampuan energi FDs mempertahankan individualitas mereka hanya melalui perubahan terus menerus dari substrat material yang struktur dan isinya terkait.
Kombinasi dari kemampuan yang berlawanan ini dalam satu kesatuan (dalam sistem) yang menyebabkan SP memiliki massa ke gerakan spasial, dan SP memiliki energi untuk pengereman, memperlambat gerakannya di ruang material. FD gabungan (EPSM) seperti itu yang terdiri dari ESM dan SPM tidak akan pernah dan dalam keadaan apa pun tidak dapat diam atau bergerak di dalamnya dengan kecepatan cahaya.

Secara alami, baik kemampuan untuk memiliki massa maupun kemampuan untuk memiliki energi sangat terkait dengan organisasi struktural FD.
Segera setelah struktur PO yang memiliki massa, misalnya elektron dan positron, dihancurkan selama pemusnahan, struktur yang baru terbentuk kehilangan kemampuannya untuk memiliki massa. Mereka menjadi objek yang berbeda secara struktural - foton. Yang, kehilangan koneksi dengan zat material tertentu dalam keberadaannya, memperoleh karakteristik energi.
Tampaknya dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa semua perubahan yang tidak mengarah pada konsekuensi yang tidak dapat diubah untuk objek yang memiliki massa dan, khususnya, untuk elektron, adalah kepentingan sekunder. Namun, tidak.
Setiap interaksi transformatif dengan dunia luar mengarah pada transformasi gerakan muatan dalam struktur elektron. (Sebenarnya, tidak ada yang lain dalam isi elektron kecuali gerakan ini.).
Tetapi struktur elektron, meskipun sederhana, adalah sedemikian rupa sehingga transformasi gerakan-gerakan pembentuk struktur selalu reversibel. Akibatnya, jumlah total gerakan muatan dalam elektron juga kekal.
Dan ini memastikan tidak hanya pelestarian strukturnya, tetapi juga keteguhan sifat-sifatnya, termasuk massa.
Di sisi lain, keteguhan konten memungkinkan elektron, bahkan jika ia memasuki komposisi formasi yang lebih kompleks, untuk mempertahankan (sebagian) individualitasnya dan selalu menjadi FD yang sama setelah meninggalkan sistem.

Kemampuan untuk memiliki massa dimiliki secara eksklusif oleh SSM (termasuk elektron), serta oleh FD yang semakin kompleks yang menjadi bagiannya. Materi yang berada dalam keadaan dasar atau dalam keadaan energi tidak memiliki sifat ini.

Namun, keteguhan massa tidak memberikan elektron kemampuan untuk menampilkan properti ini dalam ukuran penuh setiap saat keberadaannya.
Dapat dilihat dari artikel sebelumnya bahwa kandungan elektron dari fase ke fase mengubah arah manifestasi isinya (momentum internalnya). Dan karena interaksi pembentuk struktur yang terjadi pada elektron berlangsung dengan kecepatan cahaya, maka elektron, yang berada dalam fase semikuanta "konvergen", akan menjadi semacam " keluar" Sebuah Objek.
Ini berarti bahwa setiap upaya untuk masuk ke dalam interaksi transformatif dengannya pada saat ini tidak akan menghasilkan apa-apa. Itu tidak akan tersedia untuk interaksi, karena akan menjauh dari konfrontasi apa pun dengan dunia luar. (Demikian pula, foton tidak tersedia, tetapi hanya selalu (!), untuk interaksi percepatan positif dalam bidang propagasi.)
Ketidakcocokan elektron dengan sesuatu yang eksternal, dan, akibatnya, transformasi, tidak mungkin dalam fase keberadaan ini. Pertanyaannya adalah - dapatkah elektron dalam keadaan seperti itu memanifestasikan properti massanya dalam hubungan dengan dunia sekitarnya? Tentu saja tidak.
Dan ini adalah ketika elektron memiliki konten yang lengkap, yang secara kuantitatif tidak berbeda dengan kontennya dalam fase setengah kuanta "divergen".

Muatan listrik sebuah elektron.

Manifestasi eksternal dari muatan listrik elektron lebih beragam daripada manifestasi dari sifat massanya. Memang, dalam beberapa interaksi dengan benda-benda yang identik dalam tanda muatan, elektron "ditolak" dari mereka, dan di tempat lain dengan benda-benda yang memiliki tanda muatan yang berlawanan, sebaliknya, "tertarik".
Ambiguitas manifestasi eksternal dari muatan elektron ini memungkinkan kita untuk menyatakan bahwa hasilnya selalu bergantung pada konten dan sifat dari kedua objek yang berinteraksi.

Namun, dengan sendirinya, pernyataan fakta visual "daya tarik" atau "penolakan" objek, tergantung pada afiliasi tandanya, memungkinkan kita untuk menentukan hanya tanda-tanda eksternal dari hukum internal proses dan menurunkan hukum matematika yang sesuai ( hukum Coulomb, misalnya). Tapi untuk mengerti mengapa manifestasi dari sifat muatan elektron sangat berbeda, dan apa prinsip implementasinya jelas tidak akan cukup.

Untuk memahami esensi dari apa yang terjadi dalam interaksi benda dengan muatan listrik, kita terpaksa agak menyimpang dari topik pembicaraan. Struktur elektron, seperti struktur FD lainnya, ada di "lingkungan" OSM. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengetahui cara kerja elemen OSM.
Dalam artikel sebelumnya, telah dicatat bahwa semi-kuanta dari tanda yang berbeda, yang merupakan bagian dari elemen OSM, harus mengimbangi manifestasi satu sama lain agar objek memperoleh netralitas sejati (termasuk listrik). Ini berarti bahwa tidak hanya setengah-kuanta yang berlawanan arah dari jenis yang sama, tetapi juga setengah-kuanta searah dari berbagai jenis "menyeimbangkan" satu sama lain dalam oposisi mereka. Artinya hubungan antara semiquanta dalam elemen OSM beragam dan multifaset.
Intinya, di sini tidak akan berhasil untuk memisahkan semiquanta dalam elemen OSM menurut fitur tanda seperti yang kita lakukan (secara signifikan menyederhanakan kenyataan) ketika menganalisis struktur elektron. Hubungan nyata antara semiquanta di OSM sedemikian rupa sehingga mereka benar-benar tidak dapat ada tanpa satu sama lain. Mereka mewakili satu keseluruhan, sisi dari satu realitas. Pada saat yang sama, tidak satu pun dari interaksi kumulatif ini, di mana semiquanta OSM berpartisipasi, dapat secara jelas dianggap sebagai, tentu saja, internal atau eksternal. (Yang cukup dapat diterima dalam kasus struktur elektron.). Mereka benar-benar identik. Oleh karena itu, definisi status mereka mutlak subjektif, karena posisi pengamat (subjek) akan memainkan peran yang menentukan.
Setiap interaksi dapat dianggap sebagai pusat dan pembentuk struktur dan, pada saat yang sama, sebagai eksternal dengan elemen lain dari OSM.
Oleh karena itu, ada banyak alasan untuk menganggap struktur OSM sebagai kontinu, yang terdiri dari semacam "simpul", yang merupakan interaksi. Interaksi materi dalam keadaan dasar ini memiliki jenis yang sama dalam hal prinsip-prinsip organisasi internal, konten material, dan oleh karena itu tidak memiliki ciri khas.

Tentu saja, semua hal di atas tentang struktur yang diusulkan dari OSM mungkin menarik bagi pembaca. Tetapi bagi kami sekarang, hanya satu detail yang penting - ketergantungan intensitas manifestasi satu jenis semiquanta OSM pada keberadaan semiquanta jenis lain, yang menetralkan manifestasi ini, searah dengan mereka. Apa artinya semua ini? Hanya satu hal - jika semi-kuanta searah tanda yang berbeda adalah sama, maka mereka sepenuhnya menetralkan satu sama lain. Jika satu jenis semi-kuanta mulai mendominasi, maka gerakan muatan terbentuk, yang kita amati dalam sebuah elektron.

"Tolak menolak" elektron.

Faktor dominasi satu jenis semi-kuantum atas yang lain sangat penting untuk menjelaskan prinsip organisasi gerak internal dalam elektron.
Sama pentingnya untuk menjelaskan mekanisme interaksi antara ZSM. Misalnya, antara dua elektron. Mengetahui organisasi gerakan internal dalam sebuah elektron, tidaklah sulit untuk memahami apa yang akan terjadi padanya ketika interaksi netralnya dengan OSM digantikan oleh interaksi dengan tanda GSM yang identik.
Ketidakcocokan mereka akan mengarah pada interaksi transformatif yang persis sama dengan yang mereka miliki sebelumnya dengan OSM. Dan hasilnya akan sama - transformasi momentum semi-kuanta yang berinteraksi.
Bedanya hanya interaksi ini akan bersifat "prematur" dan akan terjadi pada jarak yang lebih kecil dari lokasi pusat interaksi sebelumnya di RUPS.
Akibatnya, di zona kontak elektron, transformasi gerakan muatan akan terjadi lebih awal daripada di sisi yang berlawanan (di zona interaksinya dengan OSM). Akibatnya, akan ada bias interaksi transformasi sentral berikutnya di masing-masing elektron.
Tidak sulit untuk menebak ke arah mana pergeseran ini akan terjadi - ke arah satu sama lain. dari teman. Juga tidak sulit untuk memahami bahwa ini perpindahan pusat elektron setara dengan perpindahan mereka dari satu sama lain dalam ruang.
Seperti mekanisme "penolakan" dari ZSM yang identik, dalam hal ini dua elektron. Seperti yang Anda lihat, ini sederhana dan tidak memerlukan pengenalan entitas tambahan apa pun ke dalam konten AP untuk implementasinya.
Tentu saja, ini adalah interpretasi yang disederhanakan dari proses "penolakan" tanpa memperhitungkan komponen energi. Tapi yang paling penting - tanpa memperhitungkan interaksi dengan OSM.

"Daya tarik" elektron dan positron.

Sekarang mari kita lihat apakah ZSM yang berlawanan secara elektrik (elektron dan positron) memerlukan "string" penghubung untuk penerapan "daya tarik" atau transmisi impuls energi.
Seperti yang telah dicatat, setengah kuanta searah dari tanda-tanda berbeda di OSM hampir sepenuhnya menetralkan satu sama lain. Kopling antara setengah-kuanta juga dipertahankan selama transisi OSM ke status pengisian.
Hanya sebagai akibat dari pelanggaran keseimbangan kuantitatif antara semi-kuanta, netralitas yang melekat di dalamnya dalam OSM juga hilang. Satu jenis semi-kuantum menjadi dominan, tetapi apa yang terjadi dengan yang lain? Jelas miliknya penetralan lebih banyak mengintensifkan.
Secara alami, perubahan ini tidak bisa tidak memanifestasikan dirinya dalam interaksi ZSM dengan tanda yang berbeda. Dan jika dalam interaksi ZSM yang identik transformasi jenis semiquanta yang dominan datang lebih awal dibandingkan pada kasus interaksi SK yang serupa dengan OSM, maka pada interaksi SK dengan tanda yang berbeda akan diamati efek sebaliknya.
transformatif interaksi di zona kontak mereka akan tertunda mengenai interaksi serupa dengan OSM. Dengan demikian, akan ada bias interaksi sentral berikutnya di masing-masing GSM dalam arah satu sama lain ke teman. Dan ini berarti bahwa objek harus bergerak secara spasial terhadap satu sama lain.
Benda-benda itu akan benar-benar bergerak, tetapi tidak menuju satu sama lain, tetapi satu sama lain! Klarifikasi ini didasarkan pada ketentuan KNB tentang keniscayaan kontak langsung jika terjadi interaksi antar FD.
Oleh karena itu, jika objek yang sudah berinteraksi bergerak ke arah yang berlawanan, maka ini hanya bisa berarti satu hal - spasial mereka kombinasi, bukan pendekatan formal.
Adalah keliru untuk berasumsi bahwa karena kombinasi objek dengan tanda yang berbeda, semacam "penggandaan" realitas dapat terjadi. Tidak ada yang seperti itu - objek gabungan saling melengkapi dengan sempurna, tetapi dasar material dari keberadaan mereka (OSM) akan tetap sama. Struktur ZSM yang kompatibel secara spasial, tetapi tidak masalah. Dan semakin dalam interpenetrasi mereka, semakin sedikit oposisi struktur (sampai saat kemungkinan penghancurannya).
Dengan demikian, kami melihat bahwa untuk penerapan "daya tarik" tidak perlu menghubungkan utas, di mana objek dapat saling menarik. Juga tidak perlu untuk yang tidak wajar (kebalikan dalam hal "penolakan" esensi transformasi), dan, oleh karena itu, transmisi gerakan energi yang tidak logis melalui foton virtual. Proses atraksi didasarkan pada sama mekanisme interaksi transformatif(lebih tepatnya, satu set interaksi) yang merupakan dasar dari "penolakan".

Namun, penjelasan tentang mekanisme "penolakan" dan "tarikan" tidak akan lengkap tanpa memperhitungkan interaksi objek tidak hanya di antara mereka sendiri, tetapi juga dengan OSM dalam arah yang berlawanan. Interaksi ini selalu ada, tetapi hanya dengan adanya interaksi muatan peran mereka sebagai faktor pendorong mulai terwujud.
Jadi, jika terjadi "penolakan" nilai oposisi dalam interaksi ini ternyata lebih kecil dari nilai oposisi elektron, dan dalam kasus "tarik" nilai yang sama akan lebih besar dari oposisi elektron dan positron. . Akibatnya, FD mulai bergeser di sepanjang garis resistensi paling sedikit dalam kasus pertama dari satu sama lain, di kedua - ke satu sama lain.
Hasil relatif melemahnya oposisi FD tanda yang berbeda dalam interaksi mereka dapat direpresentasikan secara visual sebagai proses "jatuh" mereka satu sama lain atau "menekan" satu sama lain melalui interaksi eksternal dengan OSM di sekitarnya. Tetapi gambar visual ini tidak mencerminkan esensi dari apa yang terjadi dengan tepat. Mereka tidak mencerminkan keragaman penyebab dari apa yang terjadi. Lagi pula, pada kenyataannya, "daya tarik" objek (dan juga "penolakan" dalam hal ini) adalah hasil dari bukan satu atau bahkan dua interaksi tertentu, tetapi kompleks interaksi serba FD dengan materi di sekitarnya. mereka.

Hasil awal.

Karena kompensasi semikuanta yang hampir lengkap dan komprehensif, media OSM netral secara elektrik. Namun, cukup untuk memperkuat atau melemahkan salah satu komponen yang berarti (salah satu jenis semi-kuanta) dari OSM melalui transformasi, karena keseimbangan terganggu, dan masuk ke GSM.
Secara alami, ini diekspresikan tidak hanya dalam penguatan manifestasi jenis semikuanta yang dominan, tetapi juga dalam melemahnya jenis semikuanta yang berlawanan yang searah dengannya.
Dalam muatan listrik sebuah elektron, kemampuannya untuk masuk ke dalam interaksi transformasi eksternal dengan berbagai tingkat aktivitas menemukan ekspresi.
Manifestasi dari properti ini berhubungan langsung dengan properti dari FD lain yang berinteraksi dengannya. Pada saat yang sama, isi dari pihak-pihak yang berinteraksi dapat memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda. Jadi properti muatan dapat didefinisikan sebagai perubahan timbal balik dalam intensitas manifestasi aspek individu dari konten PhD selama interaksi mereka.
Tidak ada yang misterius dalam penerapan "penolakan" dan "tarikan" FD dasar bermuatan listrik.
Di alam, pada tingkat dasar, fenomena ini sendiri tidak ada - ini hanya manifestasi eksternal dari proses yang dalam. Yang didasarkan pada interaksi transformatif pihak-pihak yang tidak kompatibel. Oleh karena itu, pada prinsipnya, mekanisme penerapan "tolak-menolak" dan "tarik-menarik" tidak dapat dibedakan. Satu-satunya perbedaan terletak pada tingkat oposisi objek, dalam besarnya ketidakcocokan mereka.

"Putaran" sebuah elektron.

Jika kita melanjutkan dari posisi identitas semua elektron, maka, dengan alasan logis yang ketat, harus diakui bahwa tidak ada properti yang memungkinkan kita membagi semua elektron menjadi dua jenis.
Memang, karena sifat mencirikan isi objek, perbedaan dalam beberapa sifat elektron akan menunjukkan perbedaan substansial mereka. Ini bertentangan dengan posisi identitas lengkap semua elektron.
Dari sudut pandang KNB, struktur elektron benar-benar transparan dan tidak akan mungkin untuk mendeteksi "sesuatu" di dalamnya yang dapat menjadi dasar asumsi tentang perbedaan struktur atau kandungan elektron (setidaknya pada tingkat perkembangan ide-ide kita tentangnya).
Oleh karena itu, ada banyak alasan untuk menyatakan bahwa elektron tidak memiliki properti, yang akan memungkinkan mereka untuk dibagi menjadi kelompok-kelompok yang terpisah. Oleh karena itu, "berputar" sebagai properti Semua elektron harus memiliki nilai yang sama
Di sisi lain, identitas struktur semua elektron tidak mencegah mereka berinteraksi satu sama lain saat berada dalam fase yang berbeda dari keberadaan internal mereka. Kehadiran "denyut" internal dari konten GL yang memungkinkan untuk menyelesaikan dilema yang tampaknya tidak terpecahkan dengan "putaran" elektron yang berbeda.
Kehadiran dua fase dalam proses transformasi internal SL memperkenalkan keragaman ke dalam hubungan mereka. Meringkas kemungkinan skenario untuk pengembangan peristiwa dalam interaksi AP, kami memilih dua situasi yang berlawanan.
Yang pertama adalah bahwa fase keberadaan ZP yang berinteraksi bertepatan.
Yang kedua adalah bahwa gerakan pembentuk struktur dalam SL yang berinteraksi berada dalam antifase.
Kedua varian interaksi akan mengarah pada hasil yang sama - "penolakan", tetapi secara rinci mereka akan berbeda. Yang paling tidak kontroversial (sampai titik tertentu) adalah hubungan antara SC, yang gerakan muatan internalnya berada dalam antifase. Oleh karena itu, konvergensi benda-benda tersebut akan semaksimal mungkin.
Jika fase keberadaan elektron yang berinteraksi bertepatan, oposisi mereka akan, sebaliknya, maksimum. Oleh karena itu, hal-hal lain dianggap sama, konvergensi mereka dibandingkan dengan situasi pertama akan minimal.
Jelas, perbedaan hasil interaksi antara elektron ini memungkinkan kita untuk menyatakan bahwa mereka memiliki spin yang berbeda.
Kesimpulan - "spin" adalah karakteristik komparatif dari objek yang berinteraksi. Putaran elektron individu kehilangan kepastiannya.
Tidak mungkin untuk mengatakan sebelumnya sebelum interaksi apa "putaran" spesifik yang dimiliki elektron. Dapat diasumsikan bahwa itu tidak ada.
Kegagalan untuk memahami faktor ketergantungan, subordinasi properti ke konten materi objek, dapat menyebabkan kesulitan serius dalam membentuk ide tentang FD. Kehadiran karakteristik apapun (massa, energi, muatan) dari FD, terutama jika mereka memiliki nilai konstan, sering dikaitkan dalam pikiran subjek dengan konten materi objek. Diduga properti hadir di dalamnya.
Properti dianggap sebagai entitas tambahan yang dimiliki suatu objek Di samping itu kandungan materialnya atau termasuk dalam kandungan materialnya sebagai unsur-unsur tersendiri.
Namun, ini tidak terjadi, sifat dapat memanifestasikan dirinya dengan intensitas yang berbeda (tergantung pada sifat interaksi), dan kadang-kadang benar-benar hilang dengan penghentian interaksi yang sesuai. Isi objek dalam hal ini, setidaknya secara kuantitatif, dapat tetap tidak berubah.
Kesimpulannya adalah “habitat”, wilayah keberadaan properti selalu merupakan proses interaksi, di luarnya, properti tidak dapat memanifestasikan dirinya dalam apa pun dan dalam apa pun. Faktanya, properti yang kita anggap sebagai karakteristik objek individual merupakan indikator proses interaksi, dan terkadang seluruh rangkaian interaksi.

Dualisme sifat elektron.

Sebelum melanjutkan langsung ke "dualisme" sifat-sifat elektron, mari kita pertimbangkan beberapa aspek hubungan antara elektron dan foton.
Pada artikel sebelumnya, tidak adanya gerakan energi dalam struktur elektron sudah dicatat. Ini memberikan alasan untuk menyatakan bahwa elektron tidak memiliki kemampuan untuk memiliki energi. (Di sini energi dianggap sebagai Properti sifat yang permanen khusus benda energi - foton).
Secara umum, konsep energi dalam fisika memiliki arti ganda.
Di satu sisi, itu diidentifikasi dengan energi isi objek itu sendiri. Di sisi lain, energi dianggap sebagai Properti objek yang sama.
Tidak ada keraguan bahwa persatuan seperti itu tidak dapat dibenarkan oleh apa pun. Di sini perlu untuk menentukan: apakah energi adalah konten FD, atau propertinya - yang ketiga tidak diberikan.
Dari sudut pandang penulis energi adalah properti dari objek energi, bukan isinya. Jadi DO tidak dapat memancarkan atau menyerap energi secara langsung. Dia hanya bisa latihan energi Anda.
Tentu saja, energi, seperti properti lainnya, dapat hilang atau diperoleh, tetapi hanya melalui transformasi konten material objek, perubahan kuantitatifnya.
Tanpa proses fisik, pergerakan properti "energi" tidak mungkin. Oleh karena itu, ketika seseorang berbicara tentang radiasi atau penyerapan energi, biasanya yang dimaksud adalah perubahan kuantitatif dalam kandungan material suatu objek, yang ditandai dengan pergerakan energi.
Pada dasarnya tidak perlu energi untuk mengatur gerakan internal elektron. Tapi untuk manifestasi sifat-sifat pergerakan energi elektron dan, oleh karena itu, energi diperlukan.
Ini tidak sulit untuk dicapai - cukup bagi elektron untuk bersatu dengan foton. Namun, ada satu kehalusan di sini - dengan "memperoleh" gerakan energi, elektron berhenti menjadi dirinya sendiri dan, oleh karena itu, kehilangan sifat aslinya.
Terlepas dari kenyataan bahwa dalam fisika elektron yang bergerak secara spasial dianggap sebagai elektron yang "memiliki" energi, sebenarnya itu bukan elektron, tetapi FD baru.
Elektron termasuk dalam benda ini sebagai unsur. Oleh karena itu, sebenarnya sebuah elektron, setelah bersatu dengan foton, tidak hanya tidak memperoleh sifat-sifat baru, tetapi juga kehilangan sifat-sifat yang melekat di dalamnya pada awalnya. Ini selalu terjadi dengan semua FD, yang melalui interaksi membentuk keseluruhan baru - sebuah sistem. Baik konten elemen sistem, maupun propertinya tidak mempertahankan otonomi.
Ini berarti bahwa properti gabungan tidak diringkas, tetapi ditransformasikan menjadi properti kumulatif baru yang melekat dalam sistem secara keseluruhan. Dengan demikian, FD baru memperoleh tidak hanya energi yang melekat pada foton, tetapi juga massa dan muatan elektron. FD baru terbentuk, yang secara kondisional dapat disebut "foton-elektron" atau keadaan muatan energi (ECS). FD ini akan memiliki properti gabungan yang sesuai dengannya (dan hanya untuk itu!) "massa energi".

Kesimpulan - ketika sistem terbentuk: elektron + foton, sifat-sifat elemen sistem sebelumnya tidak dipertahankan. Oleh karena itu, ungkapan "elektron bergerak" sama buta hurufnya dengan ungkapan "foton diam".
Benda-benda seperti itu tidak ada di alam, kecuali jika kita mengartikannya sebagai sistem (ESS) dengan properti "massa energi" yang melekat pada sistem ini.

Menganalisis struktur dan sifat elektron, kami menganggap elektron, sehingga dapat dikatakan, dalam bentuk "murni". Sebuah elektron seperti FD yang berpartisipasi dalam interaksi eksternal (tanpa ini, ia tidak dapat eksis!), tetapi bukan bagian dari organisasi fisik yang lebih besar, sistem.
Pendekatan ini disebabkan oleh kebutuhan untuk mempertimbangkan bukan sifat-sifat beberapa sistem, tetapi sifat-sifat objek dasar tertentu - elektron. Jelas bahwa untuk interaksi elektron dengan objek apa pun (kecuali OSM) dan, oleh karena itu, untuk manifestasi properti, perpindahan spasial setidaknya satu dari mereka diperlukan. Ini berarti bahwa keberadaan gerakan energi dalam objek yang berinteraksi adalah wajib. Namun, menyederhanakan situasi, kami mengabaikan fakta ini, kami mengabstraksikannya.

Mari kita langsung membahas "dualisme" sifat-sifat elektron.
Analisis organisasi gerakan intra-muatan elektron menunjukkan bahwa selama satu periode keberadaannya, ia mengalami metamorfosis yang menakjubkan. Tampaknya sifat-sifat elektron harus berubah.
Namun, terlepas dari "kedua wajah" yang aneh dari kandungan elektron, ia tidak memiliki sifat yang saling eksklusif. Oposisi elektron sebagai "partikel" dan sebagai "gelombang" adalah murni sewenang-wenang. Setidaknya, karena isinya secara kualitatif dan kuantitatif pada saat-saat manifestasi dari "sifat-sifat" ini tetap tidak berubah, dan perubahan dalam kandungan elektron itu sendiri konsisten dalam waktu.
Oleh karena itu, berikut ini, kita hanya akan membicarakan variabilitas sifat-sifat elektron selama keberadaannya, dan bukan tentang dualitasnya.

Seperti disebutkan dalam artikel sebelumnya, elektron bukanlah gelombang di alam - ini adalah osilator harmonik alami. Oleh karena itu, sifat "gelombang" yang diamati dalam eksperimen "difraksi" dan "interferensi" elektron sebenarnya dimanifestasikan bukan oleh elektron, tetapi oleh sistem: elektron + foton. Hanya karena hubungan konstan dengan foton, elektron, dalam komposisi baru FD memperoleh sifat gelombang. Oleh karena itu, secara tegas, harus diakui bahwa Sifat "dualisme gelombang sel" seperti itu tidak melekat pada elektron.
Berikut ini, kita akan berbicara tentang foton-elektron» - sistem yang terdiri dari energi dan keadaan muatan materi, mis. tentang keadaan pengisian energi materi (ECSM).

Tentu saja, ketika menganalisis eksperimen dengan EPSM untuk mengkonfirmasi sifat "gelombang" mereka, perlu untuk mempertimbangkan semua keadaan sebenarnya dari apa yang terjadi. Secara khusus, fakta bahwa bukan salinan abstrak "fase tunggal" dari elektron yang berpartisipasi dalam proses, tetapi elektron "dua fase" yang ada secara objektif. Tidak ada salahnya untuk memiliki gagasan nyata tentang struktur foton yang dengannya elektron membentuk suatu sistem, serta memiliki gagasan yang lebih jelas tentang struktur target. Namun sayangnya, berdasarkan pengetahuan yang ada, tidak mungkin menyajikan secara utuh apa yang terjadi dalam eksperimen. Oleh karena itu, kami membatasi diri pada pertimbangan umum berdasarkan logika dasar.

Mari kita mulai dengan melewatkan EPSM melalui dua celah. Karena tidak ada mistisisme yang tidak pantas dalam sains, kita segera menyadari fakta ini. Tentu saja, tidak berarti bahwa EZS saat ini terdiri dari dua bagian. Baik elektron maupun foton dalam sistem ini selalu mempertahankan integritasnya.
Jadi, pada saat awal perjalanan ESM dalam bentuk elektron yang bergerak melalui target, jelas, FD berada dalam fase interaksi pembentukan muatan eksternal.
Omong-omong, ini memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan tertentu tentang ukuran EZS pada saat "ekspansi" elektron terbesar. Mereka akan sebanding dengan jarak antara lubang di target. Dalam kemajuan lebih lanjut dari objek melalui target, strukturnya harus dalam keadaan antifase. Ini akan memungkinkan EZS untuk mencapai ujung lain dari target dengan sedikit perubahan.

Hasil yang akan diamati di layar tergantung sepenuhnya pada jarak dari target ke layar. Jika FD berinteraksi dengan layar dalam keadaan fase yang bertepatan, maka puncak manifestasi sifat "energi-massa" dari elektron yang bergerak akan diamati tepat di tengah layar relatif terhadap lokasi lubang di target. Akan ada pantulan EZS dari layar.
Jika mereka bersentuhan dalam keadaan antifase, maka DO akan menembus jauh ke dalam layar, dan kita tidak akan melihat apa pun.
Jika arah gerakan FD menyimpang dari garis lurus, jarak ke layar akan berubah. Hasil interaksi juga akan berubah, karena DOF akan mencapai layar dalam fase yang berbeda.
Dengan demikian, pola yang mirip dengan yang diamati pada interferensi gelombang akan dibuat. Namun, biarkan pembaca berpikir sendiri apakah efek dari interaksi elektron yang bergerak dengan layar ini dapat dianggap sebagai interferensi dengan dirinya sendiri.
Dengan kata lain, Anda perlu mencari tahu - dapatkah satu gelombang mengganggu? Mengingat bahwa, menurut ketentuan fisika klasik, untuk mendapatkan efek ini, gelombang harus ditumpangkan satu sama lain.

Untuk menjelaskan "difraksi" elektron yang bergerak ketika melewati satu lubang, hanya sedikit yang dapat ditambahkan pada apa yang telah dikatakan.
Logikanya, harus diasumsikan bahwa pada saat awal perjalanan target, FD harus dalam keadaan "partikel", atau hanya dalam antifase dengan keadaan target.
Saat meninggalkan target, jika terjadi penyimpangan gerakan dari FD bujursangkar, sama sekali tidak perlu memiliki kemampuan untuk "memutar" rintangan. Cukup baginya untuk berada di antifase dengan isi target untuk melewatinya hampir tanpa hambatan. Tentu saja, struktur dan dimensi penghalang harus sesuai dengan frekuensi osilasi dalam struktur FD.

Hasil.

Massa dan muatan elektron, yang diamati selama waktu yang secara signifikan melebihi frekuensi osilasinya sendiri, terlihat seperti nilai konstan dan kekal. Tetapi selama satu periode gerakan osilasi dalam struktur GL, intensitas manifestasi sifat dapat bervariasi dari maksimum, hampir nol.
Sebuah elektron dalam fase setengah kuanta "konvergen" praktis tidak diamati dan tidak menunjukkan sifat apa pun (dengan kemungkinan pengecualian muatan).
Semua sifat elektron yang diketahui fisika dapat dikaitkan dengan fase semiquanta "divergen". Hasil dari fase terpisah dari periode keberadaan elektron dirasakan oleh subjek sebagai objek fisik yang lengkap. Oleh karena itu, ketika menganalisis sifat-sifat elektron, kita dipaksa untuk membagi keberadaannya dalam fase setengah kuanta "divergen" menjadi dua jenis "subfase". Di salah satunya (pada tahap awal ekspansi), elektron akan memiliki struktur yang hampir "monolitik", yang mewakili "partikel". Di sisi lain (pada tahap ekspansi maksimum), karena ketidakpastian dalam ukuran dan "hamburan" konten di ruang OSM, elektron akan muncul dalam bentuk "gelombang".
Dengan kata lain sebuah elektron pada tahap awal ekspansi muncul untuk pengamat luar dalam bentuk pemancar titik dari materi yang bergerak, yang menghasilkan semiquanta "divergen" dari jenis yang sama.
Karena ketidakterlihatan praktis dari interaksi transformasi eksternal batas-batas elektron dalam tahap "ekspansi" maksimum menjadi samar.
Perbedaan antara elektron dan bidang deformasi spasial OSM, serta dengan konten OSM itu sendiri, terhapus. Akibatnya, menjadi sangat tidak jelas di mana elektron "fase tunggal" "menarik" gerakan muatan untuk melaksanakan proses "radiasi" kandungan materialnya.
Yang lebih tidak dapat dijelaskan adalah penampakan energi, yang tidak dimiliki oleh elektron yang “beristirahat” (dan pada prinsipnya tidak dapat dimiliki), tetapi yang menurut teori fisika yang ada, elektron harus memancar tanpa dapat ditarik kembali ke ruang sekitarnya. (Di sini, "energi" mengacu pada kandungan energi foton.)

Sehubungan dengan persepsi sepihak tentang struktur elektron, sejumlah masalah muncul dalam fisika teoretis modern.
Secara khusus, gagasan tentang sifat elektron berdasarkan model matematika yang muncul sebagai hasil dari generalisasi hanya visual, manifestasi eksternal dari satu sisi kandungan elektron tidak logis sifatnya.
Mereka menuntut untuk meninggalkan norma-norma logika formal, untuk berpikir tidak hanya dengan cara yang orisinal, tetapi juga "tidak konvensional".
Ini tidak akan menghasilkan apa-apa selain peningkatan jumlah pasien di klinik psikiatri. Karena tidak ada subjek waras yang mampu menyajikan FD yang merupakan gelombang dan partikel.

Dalam model matematika itu sendiri, yang dirancang untuk menggambarkan fenomena alam sesuai dengan aslinya, disproporsi dan ketidakterbatasan muncul dalam sejumlah besaran (termasuk massa, muatan, ukuran, dan energi). Dalam perang melawan "divergensi" ini, metode cerdik digunakan (khususnya, teori renormalisasi), yang dirancang untuk teori yang cocok dengan data eksperimen.
Ini agak mengingatkan pada upaya seorang siswa sekolah dasar untuk memecahkan masalah matematika. dengan cara apapun, setelah dia mengetahui jawabannya di akhir buku teks.
Semua "kesulitan" ini cukup bisa dimengerti. fisika teoretis dipaksa untuk menjelaskan fenomena yang pada prinsipnya tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang teori modern.

Kemungkinan besar, realitas fisik lebih kaya dan lebih beragam daripada fantasi terliar kita, dan sifat materi bahkan di tingkat dasar (terutama OSM) beragam dan tidak ada habisnya.
Mungkin tidak hanya elektron secara keseluruhan dari konten strukturalnya, tetapi juga banyak realitas lain dari dunia fisik yang luput dari perhatian kita. Tetapi bahkan sekarang kita dapat mengatakan bahwa tidak ada yang mistis atau secara eksklusif tidak dapat diketahui dalam fenomena dunia mikro.

Elektron adalah partikel elementer, yang merupakan salah satu unit utama dalam struktur materi. Muatan elektron adalah negatif. Pengukuran paling akurat dilakukan pada awal abad kedua puluh oleh Millikan dan Ioffe.

Muatan elektron sama dengan minus 1.602176487 (40) * 10 -1 9 C.

Melalui nilai ini, muatan listrik partikel terkecil lainnya diukur.

Konsep umum elektron

Dalam fisika partikel, dikatakan bahwa elektron tidak dapat dibagi dan tidak memiliki struktur. Ia terlibat dalam proses elektromagnetik dan gravitasi, termasuk dalam kelompok lepton, sama seperti antipartikelnya, positron. Di antara lepton lainnya, ia memiliki bobot paling ringan. Jika elektron dan positron bertabrakan, ini menyebabkan pemusnahan mereka. Pasangan seperti itu dapat muncul dari partikel gamma-kuantum.

Sebelum neutrino diukur, elektronlah yang dianggap sebagai partikel paling ringan. Dalam mekanika kuantum, ini disebut sebagai fermion. Elektron juga memiliki momen magnet. Jika positron juga disebut, maka positron dipisahkan sebagai partikel bermuatan positif, dan elektron disebut negatron, sebagai partikel bermuatan negatif.

Sifat individu elektron

Elektron milik lepton generasi pertama, dengan sifat partikel dan gelombang. Masing-masing diberkahi dengan keadaan kuantum, yang ditentukan dengan mengukur energi, orientasi putaran, dan parameter lainnya. Dia mengungkapkan miliknya ke fermion melalui ketidakmungkinan memiliki dua elektron dalam keadaan kuantum yang sama pada waktu yang sama (menurut prinsip Pauli).

Ini dipelajari dengan cara yang sama seperti kuasipartikel dalam potensial kristal periodik, di mana massa efektif dapat berbeda secara signifikan dari massa diam.

Melalui pergerakan elektron, arus listrik, magnet dan termo EMF terjadi. Muatan elektron yang bergerak membentuk medan magnet. Namun, medan magnet luar membelokkan partikel dari arah lurus. Ketika dipercepat, elektron memperoleh kemampuan untuk menyerap atau memancarkan energi sebagai foton. Himpunannya terdiri dari kulit atom elektron, yang jumlah dan posisinya menentukan sifat kimianya.

Massa atom terutama terdiri dari proton dan neutron nuklir, sedangkan massa elektron sekitar 0,06% dari total berat atom. Gaya listrik Coulomb merupakan salah satu gaya utama yang dapat menjaga elektron tetap dekat dengan inti. Tetapi ketika molekul dibuat dari atom dan ikatan kimia muncul, elektron didistribusikan kembali di ruang baru yang terbentuk.

Nukleon dan hadron terlibat dalam penampilan elektron. Isotop dengan sifat radioaktif mampu memancarkan elektron. Di bawah kondisi laboratorium, partikel-partikel ini dapat dipelajari dalam instrumen khusus, dan, misalnya, teleskop dapat mendeteksi radiasi darinya di awan plasma.

Pembukaan

Elektron ditemukan oleh fisikawan Jerman pada abad kesembilan belas, ketika mereka mempelajari sifat katodik sinar. Kemudian ilmuwan lain mulai mempelajarinya secara lebih rinci, membawanya ke peringkat partikel yang terpisah. Radiasi dan fenomena fisik terkait lainnya dipelajari.

Misalnya, sebuah kelompok yang dipimpin oleh Thomson memperkirakan muatan elektron dan massa sinar katoda, yang rasionya, seperti yang mereka temukan, tidak bergantung pada sumber material.
Dan Becquerel menemukan bahwa mineral memancarkan radiasi dengan sendirinya, dan sinar beta mereka dapat dibelokkan oleh aksi medan listrik, sementara massa dan muatan mempertahankan rasio yang sama seperti sinar katoda.

teori atom

Menurut teori ini, atom terdiri dari nukleus dan elektron di sekitarnya, tersusun dalam bentuk awan. Mereka berada dalam beberapa keadaan energi terkuantisasi, yang perubahannya disertai dengan proses penyerapan atau emisi foton.

Mekanika kuantum

Pada awal abad kedua puluh, sebuah hipotesis dirumuskan yang menurutnya partikel material memiliki sifat partikel dan gelombang yang tepat. Juga, cahaya dapat memanifestasikan dirinya dalam bentuk gelombang (disebut gelombang de Broglie) dan partikel (foton).

Akibatnya, persamaan Schrödinger yang terkenal dirumuskan, yang menggambarkan perambatan gelombang elektron. Pendekatan ini disebut mekanika kuantum. Itu digunakan untuk menghitung keadaan elektronik energi dalam atom hidrogen.

Sifat dasar dan kuantum elektron

Partikel menunjukkan sifat dasar dan kuantum.

Yang mendasar termasuk massa (9,109 * 10 -31 kilogram), muatan listrik dasar (yaitu, bagian minimum dari muatan). Menurut pengukuran yang telah dilakukan selama ini, tidak ditemukan unsur dalam elektron yang dapat mengungkapkan substrukturnya. Tetapi beberapa ilmuwan berpendapat bahwa itu adalah partikel bermuatan titik. Seperti yang ditunjukkan di awal artikel, muatan listrik elektronik adalah -1,602 * 10 -19 C.

Menjadi partikel, elektron secara bersamaan dapat menjadi gelombang. Eksperimen dengan dua celah menegaskan kemungkinan lintasan simultan melalui keduanya. Ini bertentangan dengan sifat partikel, di mana hanya mungkin untuk melewati satu celah setiap kali.

Elektron dianggap memiliki sifat fisik yang sama. Oleh karena itu, permutasinya, dari sudut pandang mekanika kuantum, tidak mengarah pada perubahan keadaan sistem. Fungsi gelombang elektron adalah antisimetris. Oleh karena itu, solusinya menghilang ketika elektron identik memasuki keadaan kuantum yang sama (prinsip Pauli).

Elektron. Pembentukan dan struktur elektron. Monopole magnetik dari sebuah elektron.

(kelanjutan)

Bagian 4. Struktur elektron.

4.1. Elektron adalah partikel dua komponen, yang hanya terdiri dari dua medan super-kondensasi (kondensasi, terkonsentrasi) - medan listrik-minus dan medan magnet-N. Di mana:

a) kerapatan elektron - semaksimal mungkin di Alam;

b) dimensi elektron (D = 10 -17 cm dan kurang) - minimal di Alam;

c) sesuai dengan persyaratan minimalisasi energi, semua partikel - elektron, positron, partikel dengan muatan fraksional, proton, neutron, dll. harus memiliki (dan memiliki) bentuk bola;

d) untuk alasan yang tidak diketahui, terlepas dari nilai energi foton "induk", benar-benar semua elektron (dan positron) dilahirkan benar-benar identik dalam parameternya (misalnya, massa mutlak semua elektron dan positron adalah 0,511 MeV).

4.2. “Ditetapkan dengan andal bahwa medan magnet elektron adalah properti integral yang sama dengan massa dan muatannya. Medan magnet semua elektron adalah sama, sama seperti massa dan muatannya. ”(c) Ini secara otomatis memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan yang jelas tentang kesetaraan massa dan muatan elektron, yaitu: massa elektron adalah setara dengan muatan, dan sebaliknya - muatan elektron adalah setara dengan massa (untuk positron - sama).

4.3. Sifat ekivalensi ini juga berlaku untuk partikel dengan muatan pecahan (+2/3) dan (-1/3), yang merupakan basis quark. Yaitu: massa positron, elektron, dan semua partikel fraksional setara dengan muatannya, dan sebaliknya - muatan partikel-partikel ini setara dengan massa. Oleh karena itu, muatan spesifik elektron, positron, dan semua partikel fraksional adalah sama (konst) dan sama dengan 1,76 * 10 11 C/kg.

4.4. Sejauh kuantum energi dasar secara otomatis merupakan kuantum massa dasar, maka massa elektron (dengan mempertimbangkan keberadaan partikel pecahan 1/3 dan 2/3) harus memiliki nilai-nilai , kelipatan dari tiga semikuanta negatif. (Lihat juga "Foton. Struktur foton. Prinsip gerakan. paragraf 3.4.)

4.5. Sangat sulit untuk menentukan struktur internal elektron karena berbagai alasan, namun sangat menarik, setidaknya dalam pendekatan pertama, untuk mempertimbangkan pengaruh dua komponen (listrik dan magnet) pada struktur internal elektron. . Lihat gambar. 7.

Gbr.7. Struktur internal elektron, opsi:

Opsi nomor 1. Setiap pasangan daun setengah kuantum negatif membentuk "mikroelektron", yang kemudian membentuk elektron. Dalam hal ini, jumlah "mikroelektron" harus kelipatan tiga.

Opsi nomor 2. Elektron adalah partikel dua komponen, yang terdiri dari dua monopol hemisferis independen yang bergabung - listrik (-) dan magnetik (N).

Opsi nomor 3. Elektron adalah partikel dua komponen, yang terdiri dari dua monopol - listrik dan magnet. Dalam hal ini, monopol magnetik bola terletak di pusat elektron.

Opsi nomor 4. Pilihan lain.

Rupanya, suatu varian dapat dipertimbangkan ketika medan listrik (-) dan medan magnet (N) dapat ada di dalam elektron tidak hanya dalam bentuk monopol kompak, tetapi juga dalam bentuk zat homogen, yaitu, mereka membentuk hampir tidak berstruktur. ? kristal? homogen? partikel. Namun, ini sangat diragukan.

4.6. Masing-masing opsi yang diusulkan memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri, misalnya:

a) Opsi #1. Elektron desain ini memungkinkan untuk dengan mudah membentuk partikel pecahan dengan massa dan muatan yang merupakan kelipatan 1/3, tetapi pada saat yang sama menyulitkan untuk menjelaskan medan magnet elektron itu sendiri.

b) Opsi nomor 2. Elektron ini, ketika bergerak di sekitar inti atom, secara konstan berorientasi ke inti dengan monopol listriknya dan oleh karena itu hanya dapat memiliki dua opsi untuk rotasi di sekitar porosnya - searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam (larangan Pauli?), dll.

4.7. Saat mempertimbangkan opsi ini (atau yang baru diusulkan), sangat penting untuk mempertimbangkan sifat dan karakteristik sebenarnya dari elektron, serta mempertimbangkan sejumlah persyaratan wajib, misalnya:

Adanya medan listrik (muatan);

Kehadiran medan magnet;

Kesetaraan beberapa parameter, misalnya: massa elektron setara dengan muatannya dan sebaliknya;

Kemampuan untuk membentuk pecahan partikel dengan massa dan muatan yang merupakan kelipatan 1/3;

Kehadiran satu set bilangan kuantum, spin, dll.

4.8. Elektron muncul sebagai partikel dua komponen, di mana satu setengah (1/2) adalah medan listrik yang dipadatkan-minus (monopole listrik-minus), dan bagian kedua (1/2) adalah medan magnet yang dipadatkan (magnetic monopole-minus). -N). Namun, perlu diingat bahwa:

Medan listrik dan medan magnet dalam kondisi tertentu dapat menimbulkan satu sama lain (berubah menjadi satu sama lain);

Sebuah elektron tidak bisa menjadi partikel satu komponen dan terdiri 100% dari medan minus, karena medan minus bermuatan tunggal akan meluruh karena gaya tolak. Itulah sebabnya keberadaan komponen magnetik diperlukan di dalam elektron.

4.9. Sayangnya, tidak mungkin untuk melakukan analisis lengkap dari semua kelebihan dan kekurangan dari opsi yang diusulkan dan memilih satu-satunya versi yang benar dari struktur internal elektron dalam pekerjaan ini.

Bagian 5. "Sifat gelombang elektron".

5.1. Pada akhir tahun 1924 sudut pandang di mana radiasi elektromagnetik berperilaku sebagian seperti gelombang, dan sebagian seperti partikel, menjadi diterima secara umum ... Dan pada saat inilah orang Prancis Louis de Broglie, yang pada waktu itu adalah seorang mahasiswa pascasarjana, dikejutkan oleh ide brilian: mengapa hal yang sama tidak bisa untuk substansi? Louis de Broglie melakukan pekerjaan sebaliknya pada partikel yang dilakukan Einstein pada gelombang cahaya. Einstein menghubungkan gelombang elektromagnetik dengan partikel cahaya; de Broglie mengaitkan gerakan partikel dengan perambatan gelombang, yang disebutnya gelombang materi. Hipotesis De Broglie didasarkan pada kesamaan persamaan yang menggambarkan perilaku sinar cahaya dan partikel materi, dan secara eksklusif bersifat teoritis. Untuk mengkonfirmasi atau membantahnya, diperlukan fakta eksperimental. ”(c)

5.2. “Pada tahun 1927, fisikawan Amerika K.Davisson dan K.Jermer menemukan bahwa ketika elektron “pantulan” dari permukaan kristal nikel, maxima muncul pada sudut refleksi tertentu. Data serupa (penampilan maxima) sudah tersedia dari pengamatan difraksi gelombang sinar-x oleh struktur kristal. Oleh karena itu, munculnya maxima ini dalam berkas elektron yang dipantulkan tidak dapat dijelaskan dengan cara lain selain berdasarkan gagasan tentang gelombang dan difraksinya.Dengan demikian, sifat gelombang partikel - elektron (dan hipotesis de Broglie) dibuktikan dengan eksperimen. . "(c)

5.3. Namun, pertimbangan proses munculnya sifat sel dari foton yang dijelaskan dalam makalah ini (lihat Gambar 5.) memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan yang cukup jelas:

a) ketika panjang gelombang berkurang dari 10 -4 ke 10 - 10 (C)(C)(C)(C)(C) lihat medan listrik dan magnet foton yang terkondensasi

(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C) b) ketika medan listrik dan magnet dipadatkan, peningkatan cepat dalam "kepadatan" medan dimulai pada "garis pemisah" dan sudah dalam jangkauan sinar-X, kerapatan medan sepadan dengan kerapatan partikel "biasa" .

c) oleh karena itu, foton sinar-X, ketika berinteraksi dengan penghalang, tidak lagi dipantulkan dari penghalang sebagai gelombang, tetapi mulai memantul sebagai partikel.

5.4. Yaitu:

a) sudah dalam kisaran sinar-X lunak, medan elektromagnetik foton sangat padat sehingga sangat sulit untuk mendeteksi sifat gelombangnya. Kutipan: "Semakin kecil panjang gelombang foton, semakin sulit untuk mendeteksi sifat gelombang di dalamnya dan semakin kuat sifat partikel muncul di dalamnya."

b) dalam kisaran sinar-X dan gamma keras, foton berperilaku seperti partikel 100%, dan hampir tidak mungkin untuk mendeteksi sifat gelombang di dalamnya. Yaitu: foton sinar-X dan sinar gamma sepenuhnya kehilangan sifat gelombang dan berubah menjadi partikel 100%. Kutipan: "Energi kuanta dalam sinar-X dan rentang gamma begitu besar sehingga radiasi berperilaku hampir seperti aliran partikel" (c).

c) oleh karena itu, dalam percobaan hamburan foton sinar-X dari permukaan kristal, bukan lagi gelombang yang diamati, tetapi partikel biasa yang memantul dari permukaan kristal dan mengulangi struktur kristal. kisi kristal.

5.5. Sebelum eksperimen K. Davisson dan K. Germer, sudah ada data eksperimen tentang pengamatan difraksi gelombang sinar-X pada struktur kristal. Oleh karena itu, setelah memperoleh hasil yang serupa dalam eksperimen dengan hamburan elektron pada kristal nikel, mereka secara otomatis menghubungkan sifat gelombang dengan elektron. Namun, elektron adalah partikel "padat" yang memiliki massa diam, dimensi, dll. Ini bukan partikel elektron yang berperilaku seperti gelombang foton, tetapi foton sinar-X memiliki (dan menunjukkan) semua sifat dari sebuah partikel. Bukan elektron yang dipantulkan dari penghalang sebagai foton, tetapi foton sinar-X dipantulkan dari penghalang sebagai partikel.

5.6. Oleh karena itu: elektron (dan partikel lain) tidak memiliki "sifat gelombang", tidak ada dan tidak mungkin. Dan tidak ada prasyarat, apalagi peluang untuk mengubah situasi ini.

Bagian 6. Kesimpulan.

6.1 Elektron dan positron adalah partikel pertama dan fundamental, yang keberadaannya menentukan penampilan quark, proton, hidrogen, dan semua elemen lain dari tabel periodik.

6.2. Secara historis, satu partikel diberi nama elektron dan diberi tanda minus (materi), dan yang lain disebut positron dan diberi tanda plus (antimateri). “Muatan listrik elektron disepakati untuk dianggap negatif sesuai dengan kesepakatan sebelumnya untuk menyebut muatan listrik kuning yang dialiri listrik negatif” (c).

6.3. Sebuah elektron dapat muncul (muncul = lahir) hanya pada pasangan dengan positron (elektron adalah pasangan positron). Munculnya setidaknya satu elektron atau positron "tidak berpasangan" (tunggal) di Alam adalah pelanggaran hukum kekekalan muatan, elektronetralitas umum materi dan secara teknis tidak mungkin.

6.4. Pembentukan pasangan elektron-positron di bidang Coulomb dari partikel bermuatan terjadi setelah pemisahan kuanta dasar foton dalam arah longitudinal menjadi dua bagian komponen: negatif - dari mana partikel minus (elektron) terbentuk dan positif - dari mana partikel plus (positron) terbentuk. Pemisahan foton yang netral secara elektrik dalam arah membujur menjadi dua bagian yang massanya benar-benar sama, tetapi berbeda dalam muatan (dan medan magnet) adalah sifat alami foton, yang mengikuti hukum kekekalan muatan, dll. Adanya bahkan jumlah yang dapat diabaikan dari "partikel-plus" "di dalam" elektron , dan "di dalam" positron - "partikel-minus" - dikecualikan. Ini juga mengecualikan keberadaan "partikel" netral elektrik (potongan, potongan, fragmen, dll.) dari foton induk di dalam elektron dan proton.

6.5. Untuk alasan yang tidak diketahui, mutlak semua elektron dan positron dilahirkan sebagai partikel "maksimum-minimum" referensi (yaitu mereka tidak dapat lebih besar dan tidak dapat lebih kecil dalam massa, muatan, dimensi, dan karakteristik lainnya). Pembentukan partikel yang lebih kecil atau lebih besar-plus (positron) dan partikel-minus (elektron) dari foton elektromagnetik tidak termasuk.

6.6. Struktur internal elektron secara unik ditentukan sebelumnya oleh urutan kemunculannya: elektron terbentuk sebagai partikel dua komponen, yaitu 50% medan listrik yang dipadatkan-minus (listrik monopole-minus), dan 50% medan magnet padat ( magnet monopole-N). Kedua monopol ini dapat dianggap sebagai partikel bermuatan berbeda, di mana gaya tarik-menarik timbal balik (adhesi) muncul.

6.7. Monopole magnetik ada, tetapi tidak dalam bentuk bebas, tetapi hanya sebagai komponen elektron dan positron. Dalam hal ini, monopol magnetik-(N) merupakan bagian integral dari elektron, dan monopol magnetik-(S) merupakan bagian integral dari positron. Kehadiran komponen magnetik "di dalam" elektron diperlukan, karena hanya monopol magnetik-(N) yang dapat membentuk ikatan terkuat (dan belum pernah terjadi sebelumnya) dengan monopol-minus listrik bermuatan tunggal.

6.8. Elektron dan positron memiliki stabilitas terbesar dan merupakan partikel yang peluruhannya secara teoritis dan praktis tidak mungkin. Mereka tidak dapat dibagi (berdasarkan muatan dan massa), yaitu: pemisahan elektron atau positron secara spontan (atau paksa) menjadi beberapa bagian yang dikalibrasi atau "berukuran berbeda" tidak termasuk.

6.9. Elektron bersifat abadi dan tidak dapat “lenyap” sampai bertemu dengan partikel lain yang besarnya sama tetapi berlawanan tanda muatan listrik dan magnet (positron).

6.10. Karena hanya dua partikel standar (dikalibrasi) yang dapat muncul dari gelombang elektromagnetik: elektron dan positron, maka hanya quark, proton, dan neutron standar yang dapat muncul atas dasar mereka. Oleh karena itu, semua materi (baryonic) yang terlihat dari alam semesta kita dan semua alam semesta lainnya terdiri dari unsur-unsur kimia yang sama (tabel Mendeleev) dan konstanta fisik yang seragam dan hukum-hukum dasar yang mirip dengan hukum "kita" berlaku di mana-mana. Kemunculan partikel elementer "lain" dan unsur kimia "lainnya" pada titik mana pun dari ruang tak terbatas tidak termasuk.

6.11. Semua materi yang terlihat di Alam Semesta kita terbentuk dari foton (mungkin dalam kisaran gelombang mikro) menurut satu-satunya skema yang mungkin: foton → pasangan elektron-positron → partikel pecahan → quark, gluon → proton (hidrogen). Oleh karena itu, semua materi "padat" Alam Semesta kita (termasuk Homo sapiens) adalah medan listrik dan magnet foton yang terkondensasi. Tidak ada "bahan" lain untuk pembentukannya di Kosmos, dan tidak mungkin ada.

P.S. Apakah elektron tidak habis-habisnya?

Pengantar…………………………………………………………………………
Bagian utama………………………………………………………………
	Pengertian elektron, penemuannya …………..………………………
	Sifat elektron ………………………………………………………
	Struktur kulit elektron ……………………………………..
	Temuan ……………………………………………………………….
Kesimpulan……………………………………………………………………
Bibliografi…………………………………………………………..
Aplikasi
Lampiran 1……………………………………………………………….

pengantar

Gagasan pertama tentang apa yang diberikan atom, elektron, kulit elektron kepada kita di kelas 8. Ini adalah dasar-dasarnya, penjelasan paling sederhana dari materi yang paling sulit, ternyata. Bagi saya di kelas 8, penjelasan paling sederhana sudah cukup. Tapi belum lama ini, sekitar 2-3 bulan yang lalu, saya mulai berpikir tentang bagaimana sebenarnya sebuah atom bekerja, bagaimana sebuah elektron bergerak, apa yang dimaksud dengan “orbital elektronik” dalam pemahaman penuhnya. Awalnya saya mencoba memikirkannya sendiri, tetapi tidak ada yang "masuk akal", menurut ide saya, yang keluar dari kepala saya. Kemudian saya mulai mempelajari literatur tambahan untuk mendapatkan gambaran lengkap tentang dunia mikro dan menjawab pertanyaan yang menarik minat saya. Dengan setiap baris baru dari apa yang saya baca, sesuatu yang baru terbuka untuk saya. Selanjutnya, saya mencoba menyajikan apa yang dapat saya pelajari dan sebagian (karena pengetahuan tingkat tinggi diberikan di universitas dan dipelajari oleh banyak ilmuwan di seluruh dunia, dan sangat sulit bagi anak sekolah untuk sepenuhnya memahami materi tersebut) untuk dipahami selama kali ini.

Bagian utama

1. Definisi elektron, penemuannya.

Elektron - stabil, bermuatan negatif partikel dasar , salah satu unit struktural dasar materi.

Adalah fermion (yaitu, memiliki setengah utuh putaran ). Mengacu pada lepton (satu-satunya partikel stabil di antara lepton bermuatan). Mereka terdiri dari elektron kulit elektron atom , di mana jumlah dan posisi mereka menentukan hampir segalanya Sifat kimia zat. Pergerakan elektron bebas menyebabkan fenomena seperti arus listrik dalam konduktor dan vakum.

tanggal pembukaan elektron dianggap tahun 1897 ketika Thomson Sebuah percobaan didirikan untuk mempelajari sinar katoda. Gambar pertama dari jejak elektron individu diperoleh Charles Wilson dengan bantuan dari ruang kabut.

2. Sifat-sifat elektron.

A. Massa dan muatan partikel.

Muatan elektron tidak dapat dibagi dan sama dengan 1,(35) 10−19 C. Ini pertama kali diukur secara langsung dalam eksperimen A. F. Ioffe (1911) dan R. Milliken (1912). Nilai ini berfungsi sebagai satuan pengukuran muatan listrik partikel elementer lainnya (tidak seperti muatan elektron, muatan elementer biasanya diambil dengan tanda positif). Massa elektron adalah 9,(40) 10−31 kg.

B. Ketidakmungkinan menjelaskan elektron melalui hukum klasik mekanika dan elektrodinamika.

Untuk waktu yang lama tidak ada pengetahuan tentang struktur atom yang sebenarnya. Pada akhir XIX - awal abad XX. di. terbukti bahwa atom adalah partikel kompleks yang terdiri dari partikel-partikel (dasar) yang lebih sederhana. Pada tahun 1911, berdasarkan data eksperimen, fisikawan Inggris E.Rutherford mengusulkan model nuklir atom dengan konsentrasi massa yang hampir lengkap dalam volume yang relatif kecil. Inti atom, yang terdiri dari proton dan neutron, memiliki muatan positif. Itu dikelilingi oleh elektron yang membawa muatan negatif.

Tidak mungkin untuk menggambarkan gerak elektron dalam atom dari sudut pandang mekanika klasik dan elektrodinamika, karena:

Jika kita menyatakan bahwa elektron (sebagai benda padat) bergerak dalam orbit melingkar tertutup di sekitar nukleus dengan V ~ m / s (yaitu, ditinjau dari sudut pandang mekanika klasik), maka di bawah aksi gaya sentripetal ia harus waktu sesingkat mungkin (~ detik) akan jatuh pada inti atom, yang akan menyebabkan tidak adanya atom seperti itu dan tidak adanya molekul, karena elektron berinteraksi antara atom;

Jika kita menganggap elektron sebagai benda bermuatan (yaitu, menganggapnya dari sudut pandang elektrodinamika), maka ia pasti harus ditarik oleh inti bermuatan positif, dan ketika bergerak, ia akan memancarkan medan elektromagnetik dan kehilangan energi, yang pasti akan mengarah ke situasi yang sama, yang dan dalam kasus pertimbangan dari sudut pandang mekanika klasik.

Inilah yang ditulis Niels Bohr:

“Ketidakcukupan elektrodinamika klasik untuk menjelaskan sifat-sifat atom berdasarkan model tipe Rutherford dimanifestasikan dengan jelas ketika mempertimbangkan sistem paling sederhana yang terdiri dari nukleus bermuatan positif yang sangat kecil dan elektron yang bergerak dalam orbit tertutup di sekitar nukleus. Demi kesederhanaan, kami berasumsi bahwa massa elektron dapat diabaikan dibandingkan dengan massa inti, dan kecepatan elektron kecil dibandingkan dengan kecepatan cahaya.

Mari kita asumsikan dulu bahwa tidak ada radiasi energi. Dalam hal ini, elektron akan bergerak dalam orbit elips stasioner ... Sekarang perhatikan efek radiasi energi, karena biasanya diukur dengan percepatan elektron. Dalam hal ini, elektron tidak akan lagi bergerak dalam orbit stasioner. Energi W akan terus berkurang, dan elektron akan mendekati nukleus, menggambarkan orbit yang semakin kecil dengan frekuensi yang semakin meningkat; sementara elektron memperoleh energi kinetik rata-rata, sistem secara keseluruhan kehilangan energi. Proses ini akan terus berlanjut hingga dimensi orbit menjadi sama dengan dimensi elektron atau nukleus. Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa energi yang dipancarkan selama proses ini jauh lebih besar daripada yang dipancarkan dalam proses molekuler biasa. Jelas, perilaku sistem seperti itu sama sekali berbeda dari apa yang sebenarnya terjadi pada sistem atom di alam. Pertama, atom nyata memiliki ukuran dan frekuensi tertentu untuk waktu yang lama. Selanjutnya, tampaknya jika kita mempertimbangkan proses molekuler apa pun, maka setelah emisi sejumlah karakteristik energi tertentu dari sistem yang dipancarkan, sistem ini akan selalu kembali dalam keadaan kesetimbangan stabil, di mana jarak antara partikel akan menjadi dengan urutan yang sama besarnya seperti sebelum proses.

B. Postulat Bohr.

Asumsi utama dirumuskan Niels Bohr di 1913 untuk menjelaskan pola spektrum garis atom hidrogen dan ion mirip hidrogen, serta kuantum sifat emisi dan penyerapan Sveta. Bohr berasal dari model atom planet Rutherford.

· Atom hanya dapat berada dalam keadaan stasioner atau kuantum khusus, yang masing-masing sesuai dengan energi tertentu. Dalam keadaan diam, atom tidak memancarkan gelombang elektromagnetik.

· Elektron dalam atom , tanpa kehilangan energi, bergerak sepanjang orbit lingkaran diskrit tertentu yang momentum sudut terkuantisasi . Tinggalnya elektron di orbit menentukan energi ini keadaan stasioner.

Ketika sebuah elektron bergerak dari orbit (tingkat energi) ke orbit, elektron itu dipancarkan atau diserap kuantum energi h= En Em , di mana En; em – tingkat energi antara mana transisi dilakukan. Ketika bergerak dari tingkat atas ke tingkat yang lebih rendah, energi dipancarkan, dan ketika bergerak dari tingkat bawah ke atas, energi itu diserap.

a) “Keseimbangan dinamis suatu sistem dalam keadaan diam dapat dipertimbangkan dengan bantuan mekanika biasa, sedangkan transisi suatu sistem dari satu keadaan diam ke keadaan diam lainnya tidak dapat ditafsirkan atas dasar ini.

b) Transisi ini disertai dengan emisi radiasi monokromatik, yang rasio antara frekuensi dan jumlah energi yang dilepaskan persis sama dengan yang diberikan oleh teori Planck ... "

mengizinkan Bohr untuk merumuskan teorinya tentang struktur atom atau Model atom Bohr.

Ini adalah model atom semiklasik berdasarkan teori Rutherford tentang struktur atom. Dengan menggunakan asumsi di atas dan hukum mekanika klasik, yaitu persamaan gaya tarik elektron dari inti dan gaya sentrifugal yang bekerja pada elektron yang berputar, Bohr memperoleh nilai berikut untuk jari-jari orbit stasioner dan energi elektron yang terletak di orbit ini:

https://pandia.ru/text/78/008/images/image006_77.gif" alt="(!LANG:m_e" width="24" height="12"> - масса электрона, Z - количество протонов в ядре, - диэлектрическая постоянная, e - заряд электрона.!}

Ini adalah ekspresi energi yang dapat diperoleh dengan menerapkan persamaan Schrödinger , memecahkan masalah gerak elektron di medan Coulomb pusat.

Jari-jari orbit pertama atom hidrogen R0=5,(36) 10−11 m, sekarang disebut radius Bohr , atau satuan panjang atom dan banyak digunakan dalam fisika modern. Energi orbit pertama eV adalah energi ionisasi sebuah atom hidrogen.

Catatan: Model ini adalah aplikasi kasar dari hukum elektrodinamika dengan beberapa asumsi untuk menjelaskan gerakan elektron semata-mata dalam atom hidrogen. Untuk sistem yang lebih kompleks dengan jumlah elektron yang besar, teori ini tidak dapat diterima. Ini adalah konsekuensi dari hukum kuantum yang lebih umum.

G. Dualisme gelombang sel.

Dalam mekanika klasik, dua jenis gerak dianggap: gerakan tubuh dengan lokalisasi objek bergerak di setiap titik lintasan pada titik waktu tertentu dan gerakan gelombang , terdelokalisasi dalam ruang medium. Untuk objek mikro, pembatasan gerak seperti itu tidak mungkin. Fitur gerak ini disebut dualitas gelombang-partikel.

Dualitas gelombang-partikel – kemampuan partikel mikro, yang memiliki massa, ukuran, dan muatan, untuk menunjukkan sifat-sifat gelombang secara simultan, misalnya, kemampuan difraksi. Tergantung pada sifat partikel yang dipelajari, mereka menunjukkan salah satu atau sifat lainnya.

Penulis gagasan dualisme gelombang sel adalah A. Einstein , yang mengusulkan untuk menganggap kuanta radiasi elektromagnetik - foton - sebagai partikel yang bergerak dengan kecepatan cahaya, memiliki massa diam nol. Energi mereka adalah E = mc 2 = hν = hc / λ ,

di mana m adalah massa foton, dengan adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa, h- Konstanta Planck, - frekuensi radiasi, - panjang gelombang.

Pada tahun 1924 fisikawan Perancis Louis de Broglie mengajukan gagasan bahwa sifat gelombang propagasi, didirikan untuk foton, memiliki karakter universal. Ini akan muncul untuk setiap partikel dengan momentum. Semua partikel dengan momentum terbatas , memiliki sifat gelombang, khususnya, tunduk pada gangguan dan difraksi .

Rumus de Broglie menetapkan ketergantungan panjang gelombang yang terkait dengan partikel materi yang bergerak pada momentum partikel:

di mana massa partikel, adalah kecepatannya, - konstanta Planck . Gelombang yang dimaksud disebut gelombang de Broglie. Rumus de Broglie eksperimen dikonfirmasi oleh eksperimen pada hamburan elektron dan partikel lain pada kristal dan pada bagian partikel melalui zat. Sebuah tanda dari proses gelombang dalam semua percobaan tersebut adalah pola difraksi dari distribusi elektron (atau partikel lain) dalam penerima partikel.

Gelombang de Broglie memiliki sifat spesifik yang tidak memiliki analogi di antara gelombang-gelombang yang dipelajari dalam fisika klasik: modulus kuadrat dari amplitudo gelombang de Broglie pada suatu titik tertentu adalah ukuran probabilitas bahwa suatu partikel terdeteksi pada titik tersebut. Pola difraksi yang diamati dalam percobaan adalah manifestasi dari keteraturan statistik, yang menurutnya partikel jatuh ke tempat tertentu di penerima - di mana intensitas gelombang de Broglie paling besar. Partikel tidak ditemukan di tempat-tempat di mana, menurut interpretasi statistik, kuadrat modulus amplitudo "gelombang probabilitas" menghilang.

Teori ini menandai awal terbentuknya mekanika kuantum. Saat ini, konsep dualitas gelombang-partikel hanya menarik secara historis, karena hanya berfungsi sebagai interpretasi, cara untuk menggambarkan perilaku objek kuantum, memilih analogi dari fisika klasik untuk itu. Faktanya, objek kuantum bukanlah gelombang klasik atau partikel klasik, memperoleh sifat-sifat yang pertama atau yang terakhir hanya dalam beberapa pendekatan.

Prinsip ketidakpastian E. Heisenberg.

Pada tahun 1927 seorang fisikawan teoretis Jerman PADA. Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastian, yang terdiri dari ketidakmungkinan mendasar untuk secara bersamaan secara akurat menentukan posisi partikel mikro dalam ruang dan momentumnya:

Δ px · Δ x ≥ h/ 2π,

dimana px = m Δ vx x - ketidakpastian (kesalahan dalam penentuan) momentum objek mikro di sepanjang koordinat X; Δ x- ketidakpastian (kesalahan dalam penentuan) posisi objek mikro di sepanjang koordinat ini.

Jadi, semakin tepat kecepatan ditentukan, semakin sedikit yang diketahui tentang lokasi partikel, dan sebaliknya.

Oleh karena itu, untuk partikel mikro (dalam hal ini elektron), konsep lintasan gerak menjadi tidak dapat diterima, karena dikaitkan dengan koordinat spesifik dan momentum partikel. Kami hanya dapat berbicara tentang kemungkinan menemukannya di beberapa area ruang.

Ada transisi dari "orbit gerak" elektron, yang diperkenalkan oleh Bohr, ke konsep orbital – daerah ruang di mana kemungkinan kehadiran elektron maksimum.

3. Struktur kulit elektron.

Kulit elektron atom – wilayah ruang di mana elektron cenderung berada, ditandai dengan nilai bilangan kuantum utama yang sama n dan, sebagai hasilnya, terletak pada tingkat energi yang dekat. Jumlah elektron pada setiap kulit elektron tidak melebihi nilai maksimum tertentu.

Kulit elektron atom – itu koleksi orbital atom dengan nilai bilangan kuantum utama n yang sama.

sebuah) Konsep orbital atom.

orbital atom – ini adalah satu-elektron fungsi gelombang dalam medan listrik simetris bola dari inti atom, yang diberikan oleh main n, orbital aku dan magnet m bilangan kuantum.

1) fungsi gelombang - fungsi kompleks yang menggambarkan keadaan sistem mekanika kuantum. (Atom hidrogen dianggap sebagai sistem kuantum yang paling sederhana. Atas dasar itulah semua perhitungan yang berkaitan dengan fungsi gelombang dibuat.)

Yang paling penting adalah makna fisik dari fungsi gelombang. Ini terdiri dari berikut ini:

« kepadatan probabilitas lokasi partikel pada titik tertentu dalam ruang pada waktu tertentu dianggap sama dengankotak nilai mutlakfungsi gelombang keadaan ini dalam representasi koordinat.

Fungsi gelombang sistem A partikel mengandung koordinat semua partikel: (1,2,...,A, t).

Kuadrat modulus fungsi gelombang suatu partikel individu |ψ(,t)|2 = *(,t)ψ(,t) memberikan peluang untuk mendeteksi partikel pada waktu t di suatu titik dalam ruang yang dijelaskan oleh koordinat , yaitu |ψ(,t) |2dv |ψ(x, y, z, t)|2dxdydz adalah peluang ditemukannya partikel pada suatu daerah ruang dengan volume dv = dxdydz di sekitar titik x, y, z. Demikian pula, peluang untuk menemukan pada waktu t sistem A partikel dengan koordinat 1,2,...,A dalam elemen volume ruang multidimensi diberikan oleh |ψ(1,2,...,A, t) |2dv1dv2...dvA .

Prinsip ketidakpastian Heisenberg memberlakukan beberapa batasan pada keakuratan penghitungan fungsi gelombang.

Nilai fungsi gelombang ditemukan dengan memecahkan apa yang disebut persamaan Schrödinger.

2) persamaan Schrödinger - persamaan yang menggambarkan perubahan ruang dan waktu keadaan murni (kuantum) , diberikan fungsi gelombang.

Itu diusulkan pada tahun 1926 oleh seorang fisikawan Jerman E. Schrödinger untuk menggambarkan keadaan elektron dalam atom hidrogen.

3) Arti fisis dari fungsi gelombang memungkinkan untuk memahami arti geometris orbital atom, yaitu sebagai berikut:

Orbital atom adalah daerah ruang yang dibatasi oleh permukaan dengan kepadatan yang samakemungkinanataumengenakan biaya. Kerapatan probabilitas pada permukaan batas dipilih berdasarkan masalah yang dipecahkan, tetapi, biasanya, sedemikian rupa sehingga probabilitas menemukan elektron di area terbatas terletak pada kisaran 0,9 - 0,99 "

4) bilangan kuantum – ini adalah angka-angka yang menentukan bentuk orbital, energi dan momentum sudut elektron.

Bilangan kuantum utama n dapat mengambil sembarang nilai bilangan bulat positif, mulai dari satu ( n= 1,2,3, … ) dan menentukan energi total elektron dalam orbital tertentu (tingkat energi):

Energi untuk n= sesuai dengan energi ionisasi elektron tunggal untuk tingkat energi tertentu.

Bilangan kuantum orbital (juga disebut bilangan kuantum azimut atau komplementer) menentukan momentum sudut elektron dan dapat mengambil nilai bilangan bulat dari 0 hingga n - 1 (aku = 0,1, …, n - 1). momentum sudut diberikan oleh rasio

Orbital atom biasanya diberi nama sesuai dengan penunjukan huruf dari nomor orbitalnya:

Penunjukan huruf orbital atom berasal dari deskripsi garis spektral dalam spektrum atom: s (tajam) adalah deret tajam dalam spektrum atom, p (Kepala Sekolah)- rumah, d (membaur) - menyebar, f (Mendasar) adalah mendasar.

· Bilangan kuantum magnetik ml

Pergerakan elektron dalam orbit tertutup menyebabkan munculnya medan magnet. Keadaan elektron, karena momen magnetik orbital elektron (sebagai akibat dari gerakan orbitalnya), dicirikan oleh bilangan kuantum ketiga - ml magnetik Bilangan kuantum ini mencirikan orientasi orbital dalam ruang, menyatakan proyeksi momentum sudut orbital pada arah medan magnet.

Menurut orientasi orbital relatif terhadap arah vektor medan magnet luar, bilangan kuantum magnetik dapat mengambil nilai bilangan bulat apa pun, baik positif maupun negatif, dari -l hingga +l, termasuk 0, yaitu, nilai total (2l + 1). Misalnya, untuk l = 0, ml= - 1, 0, +1.

Dengan demikian, ml mencirikan nilai proyeksi vektor momentum sudut orbital pada arah yang dipilih. Misalnya, orbital p dalam medan magnet dapat diorientasikan dalam ruang dalam 3 posisi berbeda. [ 9. 55]

5) Kerang.

Kulit elektron dilambangkan dengan huruf K, L, M, N, O, P, Q atau angka dari 1 hingga 7. Sublevel cangkang dilambangkan dengan huruf s, p, d, f, g, h, i atau bilangan dari 0 sampai 6. Elektron kulit terluar memiliki lebih banyak energi, dan, dibandingkan dengan elektron kulit dalam, lebih jauh dari nukleus, yang membuatnya lebih penting dalam analisis perilaku atom dalam reaksi kimia dan dalam peran konduktor, karena hubungannya dengan inti lebih lemah dan lebih mudah putus.

6) Sublevel.

Setiap kulit terdiri dari satu atau lebih sublevel, yang masing-masing terdiri dari orbital atom. Misalnya, kulit pertama (K) terdiri dari satu sublevel "1s". Cangkang kedua (L) terdiri dari dua sublevel, 2s dan 2p. Shell ketiga adalah dari "3s", "3p" dan "3d".

Untuk sepenuhnya menjelaskan struktur kulit elektron, perlu untuk menyoroti 3 ketentuan yang sangat penting berikut:

1) prinsip pauli.

Ini dirumuskan oleh fisikawan Swiss W. Pauli pada tahun 1925. Ini adalah sebagai berikut:

Sebuah atom tidak dapat memiliki dua elektron yang memiliki sifat yang sama.

Padahal, prinsip ini lebih mendasar. Ini berlaku untuk semua fermion.

2) Prinsip energi paling sedikit.

Dalam sebuah atom, setiap elektron ditempatkan sedemikian rupa sehingga energinya minimal (yang sesuai dengan ikatan terbesarnya dengan nukleus).

Karena energi elektron dalam keadaan dasar ditentukan oleh bilangan kuantum utama n dan bilangan kuantum sekunder l, maka sublevel tersebut diisi terlebih dahulu yang jumlah nilai bilangan kuantum n dan l adalah yang terkecil .

Berdasarkan ini Untuk pertama kalinya pada tahun 1961, ia merumuskan posisi umum yang menyatakan bahwa:

Sebuah elektron dalam keadaan dasar menempati tingkat yang tidak memiliki nilai minimumn, dan dengan nilai terkecil dari jumlahn+ aku.

3) aturan Gund.

Untuk nilai iniaku(yaitu, dalam sublevel tertentu), elektron diatur sedemikian rupa sehingga total spin maksimum.

Jika, misalnya, perlu untuk mendistribusikan tiga elektron dalam tiga sel p atom nitrogen, maka mereka masing-masing akan ditempatkan di sel yang terpisah, yaitu, ditempatkan pada tiga orbital p yang berbeda:

temuan:

1) Gerak dan sifat elektron tidak dapat dijelaskan dengan hukum mekanika dan elektrodinamika klasik. Elektron hanya dapat dijelaskan dalam kerangka fisika kuantum.

2) Elektron tidak memiliki orbit rotasi yang jelas. Di sekitar nukleus terdapat "awan" elektron, di mana elektron berada pada titik mana pun di ruang angkasa setiap saat.

3) Elektron memiliki sifat partikel dan gelombang.

4) Ada metode fisika dan matematika yang berbeda untuk menggambarkan karakteristik elektron.

5) Orbital atom, yang masing-masing terdiri dari tidak lebih dari 2 elektron, membentuk kulit elektron atom, elektron yang berpartisipasi dalam pembentukan ikatan interatomik dalam molekul.

Kesimpulan.

Di sekolah, pada tahap awal, mereka tidak sepenuhnya mengungkapkan gagasan sebenarnya tentang struktur atom, elektron. Untuk lebih memahami strukturnya, perlu mempelajari literatur tambahan. Dan mereka yang tertarik dengan topik ini memiliki setiap kesempatan untuk memperdalam pengetahuan mereka, dan bahkan berkontribusi pada pengetahuan tentang mikropartikel.

Pengetahuan awal tentang hukum-hukum fisika tidak cukup untuk menggambarkan sepenuhnya objek-objek dunia mikro, dalam hal ini elektron.

Tanpa memahami dasar-dasar alam semesta, konsep dasar dunia mikro, mustahil memahami dunia makro dan mega yang mengelilingi kita.

Bibliografi

1. Wikipedia. Artikel "Orbital Atom".

2. Wikipedia. "Fungsi gelombang".

3. Wikipedia. Artikel "Penemuan elektron".

4. Wikipedia. Artikel "Postulat Bohr".

5. Wikipedia. "Persamaan Schrödinger".

6. Wikipedia. Artikel "Elektron".

7. , . Pembaca dalam fisika: buku teks untuk siswa "hal. 168: Dari artikel oleh N. Bohr "Tentang struktur atom dan molekul." Bagian satu. "Pengikatan elektron oleh inti positif".

8. Departemen MIT. Dasar-dasar struktur materi.

9. , . Awal mula kimia.

Lampiran 1

1. Sir Joseph John Thomson(18 Desember 1856 - 30 Agustus 1940) - Fisikawan Inggris yang menemukan elektron, pemenang Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1906. Sebagian besar karyanya dikhususkan untuk fenomena listrik, tetapi baru-baru ini, terutama untuk aliran listrik melalui gas, untuk mempelajari sinar-X dan Becquerel.

2. Charles Thomson Reese Wilson(14 Februari 1869, Glencore - 15 November 1959, Carlops, pinggiran Edinburgh) - Fisikawan Skotlandia, untuk pengembangan ruang awan yang dinamai menurut namanya, yang memberikan "metode deteksi visual lintasan partikel bermuatan listrik melalui kondensasi uap", Wilson dianugerahi pada tahun 1927 (bersama dengan Arthur Compton) Hadiah Nobel dalam Fisika.

3. Ernest Rutherford(30 Agustus 1871, Spring Grove - 19 Oktober 1937, Cambridge) - Fisikawan Inggris asal Selandia Baru. Dikenal sebagai "bapak" fisika nuklir, ia menciptakan model atom planet. Pemenang Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1908.

4. Niels Henrik David Bohr(7 Oktober 1885, Kopenhagen - 18 November 1962, Kopenhagen) - Fisikawan teoretis dan tokoh masyarakat Denmark, salah satu pendiri fisika modern. Hadiah Nobel dalam Fisika (1922). Dia adalah anggota lebih dari 20 akademi ilmu pengetahuan dunia, termasuk anggota kehormatan asing dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet (1929; anggota yang sesuai dari tahun 1924).

Bohr dikenal sebagai pencipta teori atom kuantum pertama dan peserta aktif dalam pengembangan dasar-dasar mekanika kuantum. Dia juga memberikan kontribusi yang signifikan untuk pengembangan teori inti atom dan reaksi nuklir, proses interaksi partikel elementer dengan lingkungan.

5. Albert Einstein 14 Maret 1879, Ulm, Württemberg, Jerman - 18 April 1955, Princeton, New Jersey, AS) - fisikawan teoretis, salah satu pendiri fisika teoretis modern, pemenang Hadiah Nobel dalam fisika pada tahun 1921, tokoh masyarakat humanis. Tinggal di Jerman (1879-1893, 1914-1933), Swiss (1893-1914) dan Amerika Serikat (1933-1955). Dokter kehormatan dari sekitar 20 universitas terkemuka di dunia, anggota dari banyak Akademi Ilmu Pengetahuan, termasuk anggota kehormatan asing dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet (1926). Penulis banyak buku dan artikel. Penulis teori fisika paling penting: Relativitas Umum, Teori Kuantum Efek Fotolistrik, dll.

6. Raymond, Adipati Broglie ke-7, lebih dikenal sebagai Louis de Broglie(15 Agustus 1892, Dieppe - 19 Maret 1987, Louveciennes) - fisikawan teoretis Prancis, salah satu pendiri mekanika kuantum, Hadiah Nobel dalam Fisika untuk 1929, anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis (sejak 1933) dan sekretaris tetapnya (sejak 1942) tahun), anggota Akademi Prancis (sejak 1944).

Louis de Broglie adalah penulis karya tentang masalah mendasar teori kuantum. Dia memiliki hipotesis tentang sifat gelombang partikel material (gelombang de Broglie atau gelombang materi), yang menandai awal perkembangan mekanika gelombang. Dia mengusulkan interpretasi asli mekanika kuantum, mengembangkan teori relativistik partikel dengan putaran sewenang-wenang, khususnya foton (teori cahaya neutrino), berurusan dengan radiofisika, teori medan klasik dan kuantum, termodinamika dan cabang fisika lainnya.

7. Werner Karl Heisenberg(Jerman 5 Desember 1901, Würzburg - 1 Februari 1976, Munich) - Fisikawan teoretis Jerman, salah satu pendiri mekanika kuantum. Hadiah Nobel dalam Fisika (1932). Anggota dari sejumlah akademi dan masyarakat ilmiah dunia.

8. Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger(12 Agustus 1887, Wina - 4 Januari 1961, ibid) - Fisikawan teoretis Austria, salah satu pendiri mekanika kuantum. Hadiah Nobel dalam Fisika (1933). Anggota dari sejumlah akademi ilmu pengetahuan dunia, termasuk anggota asing dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet (1934).

Schrödinger memiliki sejumlah hasil mendasar di bidang teori kuantum, yang menjadi dasar mekanika gelombang: ia merumuskan persamaan gelombang (persamaan Schrödinger stasioner dan bergantung waktu), mengembangkan teori gangguan mekanik gelombang, dan memperoleh solusi untuk sejumlah masalah tertentu. Schrödinger mengusulkan interpretasi asli dari makna fisik dari fungsi gelombang. Dia adalah penulis banyak karya di berbagai bidang fisika: mekanika statistik dan termodinamika, fisika dielektrik, teori warna, elektrodinamika, relativitas umum dan kosmologi; dia melakukan beberapa upaya untuk membangun teori medan terpadu.

Fermion- menurut gagasan ilmiah modern: partikel elementer yang menyusun materi. Fermion termasuk quark, elektron, muon, tau-lepton, neutrino. Dalam fisika, sebuah partikel (atau kuasi-partikel) dengan putaran setengah bilangan bulat. Mereka mendapatkan nama mereka untuk menghormati fisikawan Enrico Fermi.

Lepton- fermion, yaitu putarannya 1/2. Lepton, bersama dengan quark, merupakan kelas fermion fundamental - partikel yang menyusun materi dan, sejauh yang diketahui, tidak memiliki struktur internal.

Spektrum garis hidrogen(atau Deret spektral hidrogen) - seperangkat garis spektral yang dihasilkan dari transisi elektron dari salah satu tingkat stasioner yang lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah, yang merupakan garis utama untuk deret ini.

Momen sudut besaran yang bergantung pada berapa banyak massa benda tertentu yang berputar, bagaimana ia didistribusikan relatif terhadap sumbu rotasi, dan pada kecepatan berapa rotasi terjadi.

stabil adalah keadaan sistem kuantum di mana energinya dan kuantitas dinamis lainnya yang mencirikan keadaan kuantum tidak berubah.

keadaan kuantum- setiap keadaan yang mungkin di mana sistem kuantum dapat.

Dalam mekanika gelombang, dijelaskan oleh fungsi gelombang.