Sa solid state physics, ang epektibong masa ng isang particle ay ang dynamic na masa na lumilitaw kapag ang particle ay gumagalaw sa pana-panahong potensyal ng kristal. Maipapakita na ang mga electron at butas sa isang kristal ay tumutugon sa isang electric field na parang malayang gumagalaw sa vacuum, ngunit may ilang epektibong masa, na karaniwang tinutukoy sa mga yunit ng electron rest mass me (9.11×10−31 kg ). Ito ay naiiba sa natitirang masa ng elektron. Ang mabisang masa ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagkakatulad sa ikalawang batas ni Newton gamit ang quantum mechanics upang ipakita na para sa isang electron sa isang panlabas na electric field E: de a - acceleration, - Ang pare-pareho ng Planck, k - wave vector, na tinutukoy mula sa momentum bilang k =, ε(k) - dispersion law, na nag-uugnay ng enerhiya sa wave vector k. Sa pagkakaroon ng isang electric field, ang isang puwersa ay kumikilos sa elektron, kung saan ang singil ay tinutukoy ng q. Mula dito makakakuha tayo ng isang expression para sa epektibong masa m * :

Para sa isang libreng particle, ang batas ng pagpapakalat ay parisukat, at sa gayon ang epektibong masa ay pare-pareho at katumbas ng natitirang masa. Sa isang kristal, ang sitwasyon ay mas kumplikado at ang batas ng pagpapakalat ay naiiba sa isang parisukat. Sa kasong ito, tanging sa sukdulan ng kurba ng batas ng pagpapakalat, kung saan maaari itong tantiyahin ng isang parabola, magagamit ang konsepto ng masa. Ang epektibong masa ay nakasalalay sa direksyon sa kristal at sa pangkalahatan ay isang tensor. Ang epektibong mass tensor ay isang termino sa solid state physics na nagpapakilala sa kumplikadong katangian ng epektibong masa ng isang quasiparticle (electron, hole) sa isang solid. Ang likas na tensor ng epektibong masa ay naglalarawan ng katotohanan na sa isang kristal na sala-sala ang isang electron ay gumagalaw hindi bilang isang particle na may rest mass, ngunit bilang isang quasiparticle na ang masa ay nakasalalay sa direksyon ng paggalaw na may kaugnayan sa crystallographic axes ng kristal. Ang epektibong masa ay ipinakilala kapag mayroong isang parabolic dispersion na batas, kung hindi man ang masa ay magsisimulang umasa sa enerhiya. Bilang resulta, posible ang isang negatibong epektibong masa. Sa pamamagitan ng kahulugan, ang epektibong masa ay matatagpuan mula sa batas ng pagpapakalat Nasaan ang wave vector, ay ang simbolo ng Kronecker, ay ang pare-pareho ng Planck. Elektron. Ang electron ay isang matatag, negatibong sisingilin ng elementarya, isa sa mga pangunahing istrukturang yunit ng bagay. Ay isang fermion (i.e. may kalahating integer spin). Tumutukoy sa mga lepton (ang tanging matatag na particle sa mga naka-charge na lepton). Ang mga electron shell ng mga atomo ay binubuo ng mga electron, kung saan ang kanilang bilang at posisyon ay tumutukoy sa halos lahat ng mga kemikal na katangian ng mga sangkap. Ang paggalaw ng mga libreng electron ay nagdudulot ng mga phenomena gaya ng electric current sa conductors at vacuum. Ang elektron bilang isang quasiparticle. Kung ang elektron ay nasa isang pana-panahong potensyal, ang paggalaw nito ay itinuturing na paggalaw ng isang quasiparticle. Ang mga estado nito ay inilalarawan ng isang quasi-wave vector. Ang pangunahing dynamic na katangian sa kaso ng isang quadratic dispersion law ay ang mabisang masa, na maaaring mag-iba nang malaki mula sa masa ng isang libreng electron at, sa pangkalahatang kaso, ay isang tensor. Mga Katangian Ang singil ng isang electron ay hindi mahahati at katumbas ng −1.602176487(40)×10−19 Kkg - ang masa ng electron Kl - ang singil ng elektron. C/kg - tiyak na singil ng elektron. electron spin in units Ayon sa mga modernong konsepto ng elementarya na pisika ng particle, ang electron ay hindi mahahati at walang istruktura (hindi bababa sa mga distansyang 10−17 cm). Nakikilahok ang electron sa mahina, electromagnetic at gravitational na pakikipag-ugnayan. Ito ay kabilang sa pangkat ng mga lepton at (kasama ang antiparticle nito, ang positron) ang pinakamagaan sa mga sinisingil na lepton. Bago ang pagtuklas ng neutrino mass, ang electron ay itinuturing na pinakamagaan sa napakalaking particle - ang masa nito ay halos 1836 beses na mas mababa kaysa sa masa ng proton. Ang spin ng isang electron ay 1/2, at sa gayon ang electron ay isang fermion. Tulad ng anumang sisingilin na particle na may spin, ang isang electron ay may magnetic moment, at ang magnetic moment ay nahahati sa isang normal na bahagi at isang maanomalyang magnetic moment. Minsan ang parehong mga electron mismo at mga positron ay tinutukoy bilang mga electron (halimbawa, isinasaalang-alang ang mga ito bilang isang karaniwang field ng electron-positron, isang solusyon ng Dirac equation). Sa kasong ito, ang isang negatibong sisingilin na elektron ay tinatawag na isang negatron, ang isang positibong sisingilin ay tinatawag na isang positron. Dahil nasa pana-panahong potensyal ng kristal, ang electron ay itinuturing bilang isang quasi-particle, ang epektibong masa na maaaring mag-iba nang malaki mula sa masa ng elektron. Ang isang libreng elektron ay hindi maaaring sumipsip ng isang photon, bagaman maaari itong ikalat (tingnan ang epekto ng Compton). butas. Ang isang butas ay isang quasiparticle, isang carrier ng isang positibong singil na katumbas ng elementarya na singil sa semiconductors. Kahulugan ayon sa GOST 22622-77: Isang unfilled valence bond, na nagpapakita ng sarili bilang isang positibong singil, ayon sa numerong katumbas ng electron charge. Ang konsepto ng isang butas ay ipinakilala sa teorya ng banda upang ilarawan ang mga electronic phenomena sa isang valence band na hindi ganap na puno ng mga electron. Ang electronic spectrum ng valence band ay kadalasang naglalaman ng ilang mga banda na naiiba sa epektibong posisyon ng masa at enerhiya (ang mga banda ng magaan at mabibigat na butas, ang banda ng spin-orbit split-off hole).

V. N. Guskov.

Ang mga katangian ay nagpapakilala sa nilalaman ng isang pisikal na bagay (FO) sa mga pakikipag-ugnayan nito sa labas ng mundo.
Ito ay sumusunod mula dito na ang mga pag-aari mismo ay hindi maaaring ituring na direkta bilang materyal na nilalaman ng bagay. Ang mga katangian ay totoo lamang dahil ang nilalaman ng OP ay totoo. Sila ay ganap na umaasa sa nilalaman ng mga bagay at nagpapakita ng kanilang sarili sa kanilang mga pakikipag-ugnayan sa labas ng mundo. Samakatuwid, ang lahat ng mga uri ng mga pisikal na pare-pareho ng mga tiyak na katangian ng OP ay, sa esensya, mga tagapagpahiwatig ng invariance ng materyal na nilalaman ng bagay.

Mass ng isang electron.

Ang masa, ayon kay Newton, ay isang panloob na katangian ng FD, isang sukatan ng inertia nito (inertia).
Sa pisika, pinaniniwalaan na ang pagkawalang-kilos ng isang bagay ay ipinakita sa kakayahang labanan ang mga pagbabago, mga panlabas na impluwensya. Gayunpaman, mula sa pananaw ng konsepto ng direktang short-range action (NSC), ang kakayahang labanan ang mga pagbabago ay taglay ng lahat Mga FD na kasangkot sa pagbabago ng mga pakikipag-ugnayan, hindi alintana kung mayroon silang mass properties.
Anumang FD ay lalaban sa mga pagbabago sa sarili nitong nilalaman, sa panloob na paggalaw nito. Ito rin ay katangian ng mga bagay ng enerhiya - mga photon, na walang masa (hindi bababa sa anyo ng isang scalar na dami).
Mula sa punto ng view ng National Security Committee, ang pagkakaroon ng masa sa FD ay natutukoy sa pamamagitan ng kakayahang hindi labanan ang mga pagbabago sa lahat o upang mapanatili ang istraktura nito, ang panloob na organisasyon, ngunit labanan ang pagbabago sa koneksyon ng isang tao sa isang partikular na materyal na sangkap kung saan ang istrukturang ito ay naisasakatuparan bilang isang FD.
Ang kakayahang magkaroon ng masa ay kabaligtaran sa kakayahan ng mga FD ng enerhiya panatilihin ang kanilang sariling katangian lamang sa pamamagitan ng patuloy na pagbabago ng materyal na substrate kung saan nauugnay ang istraktura at nilalaman nito.
Ang kumbinasyon ng mga magkasalungat na kakayahan na ito sa isang buo (sa sistema) ang humahantong sa SP na may masa sa spatial na paggalaw, at ang SP na may enerhiya sa pagpepreno, nagpapabagal sa paggalaw nito sa materyal na espasyo. Ang ganitong pinagsamang FD (EPSM) na binubuo ng ESM at SPM ay hindi kailanman at sa anumang pagkakataon ay spatially sa pahinga o gumagalaw dito sa bilis ng liwanag.

Naturally, parehong ang kakayahang magkaroon ng masa at ang kakayahang magkaroon ng enerhiya ay mahigpit na nauugnay sa istrukturang organisasyon ng FD.
Sa sandaling ang istraktura ng PO na may masa, halimbawa, isang elektron at isang positron, ay nawasak sa panahon ng paglipol, ang mga bagong nabuong istruktura ay mawawalan ng kakayahang magkaroon ng masa. Nagiging magkakaibang mga bagay ang mga ito sa istruktura - mga photon. Alin, ang pagkawala ng koneksyon sa isang tiyak na materyal na sangkap sa kanilang pag-iral, ay nakakakuha ng mga katangian ng enerhiya.
Tila mula dito maaari nating tapusin na ang lahat ng mga pagbabago na hindi humantong sa hindi maibabalik na mga kahihinatnan para sa isang bagay na may masa at, lalo na, para sa isang elektron, ay pangalawang kahalagahan. Gayunpaman, hindi ito.
Anumang pagbabagong pakikipag-ugnayan sa panlabas na mundo ay humahantong sa pagbabago ng paggalaw ng singil sa istruktura ng elektron. (Sa totoo lang, wala nang iba pa sa nilalaman ng electron maliban sa paggalaw na ito.).
Ngunit ang istraktura ng elektron, sa kabila ng pagiging simple nito, ay tulad na ang mga pagbabagong-anyo ng mga paggalaw na bumubuo ng istraktura ay palaging nababaligtad. Bilang resulta nito, ang kabuuang halaga ng paggalaw ng singil sa elektron ay natipid din.
At tinitiyak nito hindi lamang ang pangangalaga ng istraktura nito, kundi pati na rin ang katatagan ng mga katangian nito, kabilang ang masa.
Sa kabilang banda, ang katatagan ng nilalaman ay nagpapahintulot sa elektron, kahit na ito ay pumasok sa komposisyon ng isang mas kumplikadong pormasyon, na mapanatili (bahagi) ang sariling katangian at palaging maging parehong FD pagkatapos umalis sa sistema.

Ang kakayahang magkaroon ng masa ay eksklusibong taglay ng SSM (kabilang ang electron), gayundin ng lalong kumplikadong mga FD kung saan sila bahagi. Ang bagay sa ground state o sa energy state ay walang ganitong katangian.

Gayunpaman, ang katatagan ng masa ay hindi nagbibigay sa elektron ng kakayahang ipakita ang pag-aari na ito nang buong sukat sa anumang sandali ng pagkakaroon nito.
Makikita mula sa nakaraang artikulo na ang nilalaman ng isang elektron mula sa yugto hanggang sa yugto ay nagbabago sa direksyon ng pagpapakita ng nilalaman nito (ang panloob na momentum nito). At dahil ang mga interaksyon na bumubuo sa istruktura na nagaganap sa electron ay nagpapatuloy sa bilis ng liwanag, kung gayon ang electron, na nasa yugto ng "converging" semiquanta, ay magiging isang uri ng " papalabas" isang bagay.
Nangangahulugan ito na ang anumang mga pagtatangka na pumasok sa isang transformative na pakikipag-ugnayan sa kanya sa sandaling ito ay hindi hahantong sa anuman. Hindi ito magiging available para sa pakikipag-ugnayan, dahil lalayo ito sa anumang mga paghaharap sa labas ng mundo. (Katulad nito, hindi available ang photon, ngunit palagi lamang (!), para sa positibong pagpapabilis ng mga pakikipag-ugnayan sa propagation plane.)
Ang hindi pagkakatugma ng isang elektron sa isang bagay na panlabas, at, dahil dito, isang pagbabago, ay imposible sa yugtong ito ng pag-iral. Ang tanong ay - maaari bang ipakita ng isang elektron sa ganoong estado ang mass property nito sa mga relasyon sa nakapaligid na mundo? Halatang hindi.
At ito ay kapag ang electron ay may ganap na nilalaman, na sa dami ay hindi naiiba sa anumang paraan mula sa nilalaman nito sa yugto ng "divergent" na kalahating quanta.

Electric charge ng isang electron.

Ang panlabas na pagpapakita ng singil ng kuryente ng isang elektron ay mas magkakaibang kaysa sa pagpapakita ng mass property nito. Sa katunayan, sa ilang mga pakikipag-ugnayan sa mga bagay na magkapareho sa tanda ng singil, ang elektron ay "tinataboy" mula sa kanila, at sa iba sa mga bagay na may kabaligtaran na tanda ng singil, sa kabaligtaran, ito ay "naaakit".
Ang kalabuan ng panlabas na pagpapakita ng singil ng elektron ay nagpapahintulot sa amin na igiit na ang resulta ay palaging nakasalalay sa nilalaman at mga katangian ng parehong mga bagay na nakikipag-ugnayan.

Gayunpaman, sa kanyang sarili, ang pahayag ng mga visual na katotohanan ng "attraction" o "repulsion" ng mga bagay, depende sa kanilang sign affiliation, ay nagpapahintulot sa amin na matukoy lamang ang mga panlabas na palatandaan ng mga panloob na batas ng proseso at makuha ang kaukulang mga batas sa matematika ( Batas ng Coulomb, halimbawa). Pero para maintindihan bakit ang pagpapakita ng pag-aari ng singil ng isang elektron ay ibang-iba, at kung ano ang mga prinsipyo ang pagpapatupad nito ay malinaw na hindi magiging sapat.

Upang maunawaan ang kakanyahan ng kung ano ang nangyayari sa mga pakikipag-ugnayan ng mga bagay na may mga singil sa kuryente, napipilitan kaming bahagyang lumihis mula sa paksa ng pag-uusap. Ang istraktura ng isang electron, tulad ng istraktura ng anumang iba pang FD, ay umiiral sa "kapaligiran" ng OSM. Samakatuwid, napakahalagang malaman kung paano gumagana ang elemento ng OSM.
Sa nakaraang artikulo, nabanggit na na ang semi-quanta ng iba't ibang mga palatandaan, na bahagi ng elemento ng OSM, ay dapat magbayad para sa pagpapakita ng bawat isa upang ang bagay ay makakuha ng totoo (kabilang ang mga de-koryenteng) neutralidad. Nangangahulugan ito na hindi lamang ang counter-directed na kalahating quanta ng parehong uri, kundi pati na rin ang unidirectional semi-quanta ng iba't ibang uri ay "nagbabalanse" sa isa't isa sa kanilang pagsalungat. Nangangahulugan ito na ang relasyon sa pagitan ng semiquanta sa elemento ng OSM ay magkakaiba at multifaceted.
Sa esensya, hindi gagana dito ang paghiwalayin ang semiquanta sa elemento ng OSM ayon sa tampok na pag-sign tulad ng ginawa namin (makabuluhang pinapasimple ang katotohanan) kapag sinusuri ang istraktura ng isang elektron. Ang tunay na koneksyon sa pagitan ng semiquanta sa OSM ay literal na hindi maaaring umiral nang wala ang isa't isa. Kinakatawan nila ang isang kabuuan, mga panig ng isang katotohanan. Kasabay nito, wala sa mga pinagsama-samang pakikipag-ugnayan na ito, kung saan lumalahok ang OSM semiquanta, ang maaaring hindi malabo na ituring bilang, siyempre, panloob o panlabas. (Na medyo katanggap-tanggap sa kaso ng istruktura ng elektron.). Sila ay ganap na magkapareho. Samakatuwid, ang kahulugan ng kanilang katayuan ay ganap na subjective, dahil ang posisyon ng tagamasid (paksa) ay gaganap ng isang mapagpasyang papel.
Ang anumang pakikipag-ugnayan ay maaaring ituring bilang sentral at pagbuo ng istraktura at, sa parehong oras, bilang panlabas sa iba pang mga elemento ng OCM.
Samakatuwid, mayroong bawat dahilan upang isaalang-alang ang istraktura ng OSM bilang tuluy-tuloy, na binubuo ng isang uri ng "mga buhol", na mga pakikipag-ugnayan. Ang mga pakikipag-ugnayan ng bagay na ito sa ground state ay may parehong uri sa mga tuntunin ng mga prinsipyo ng panloob na organisasyon, materyal na nilalaman, at samakatuwid ay walang mga natatanging katangian.

Siyempre, ang lahat ng nasa itaas tungkol sa iminungkahing istraktura ng OSM ay maaaring maging interesado sa mambabasa. Ngunit para sa amin ngayon, isang detalye lamang ang mahalaga - ang pag-asa ng intensity ng pagpapakita ng isang uri ng OSM semiquanta sa pagkakaroon ng semiquanta ng isa pang uri, na neutralisahin ang paghahayag na ito, unidirectional sa kanila. Ano ang ibig sabihin ng lahat ng ito? Isang bagay lamang - kung ang magkaibang-sign unidirectional semi-quanta ay pantay, pagkatapos ay ganap nilang neutralisahin ang bawat isa. Kung ang isang uri ng semi-quanta ay nagsimulang mangibabaw, kung gayon ang isang paggalaw ng pagsingil ay nabuo, na kung ano ang naobserbahan natin sa isang elektron.

"Repulsion" ng mga electron.

Ang kadahilanan ng pangingibabaw ng isang uri ng semi-quantum sa isa pa ay napakahalaga para sa pagpapaliwanag ng prinsipyo ng organisasyon ng panloob na paggalaw sa isang elektron.
Ito ay pare-parehong mahalaga para sa pagpapaliwanag mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng ZSM. Halimbawa, sa pagitan ng dalawang electron. Ang pag-alam sa organisasyon ng panloob na paggalaw sa isang elektron, hindi mahirap maunawaan kung ano ang mangyayari dito kapag ang neutral na pakikipag-ugnayan nito sa OSM ay pinalitan ng isang pakikipag-ugnayan sa isang magkapareho sa sign na GSM.
Ang kanilang hindi pagkakatugma ay hahantong sa eksaktong parehong pagbabagong pakikipag-ugnayan na mayroon sila noon sa OSM. At magiging pareho ang resulta nito - ang pagbabago ng momentum ng interakting na semi-quanta.
Ang pagkakaiba lang ay magiging "napaaga" ang pakikipag-ugnayang ito at magaganap ito sa mas maliit na distansya mula sa lokasyon ng mga nakaraang sentral na pakikipag-ugnayan sa GMS.
Dahil dito, sa contact zone ng mga electron, ang pagbabago ng paggalaw ng singil ay magaganap nang mas maaga kaysa sa kabaligtaran (sa zone ng kanilang mga pakikipag-ugnayan sa OSM). Bilang resulta, magkakaroon pagkiling kasunod na interaksyon ng sentral na pagbabagong-anyo sa bawat isa sa mga electron.
Hindi mahirap hulaan kung saang direksyon magaganap ang paglilipat na ito - sa direksyon ng bawat isa. mula sa kaibigan. Hindi rin mahirap intindihin na ito ang displacement ng mga sentro ng mga electron ay katumbas ng kanilang displacement mula sa isa't isa sa espasyo.
ganyan mekanismo ng "repulsion" ng magkaparehong ZSM, sa kasong ito dalawang electron. Tulad ng nakikita mo, ito ay simple at hindi nangangailangan ng pagpapakilala ng anumang karagdagang mga entity sa nilalaman ng AP para sa pagpapatupad nito.
Siyempre, narito ang isang pinasimple na interpretasyon ng proseso ng "repulsion" nang hindi isinasaalang-alang ang bahagi ng enerhiya. Ngunit ang pinakamahalaga - nang hindi isinasaalang-alang ang pakikipag-ugnayan sa OSM.

"Attraction" ng electron at positron.

Ngayon tingnan natin kung ang mga electrically opposite ZSMs (electron at positron) ay nangangailangan ng anumang connecting "strings" para sa pagpapatupad ng "attraction" o transmission ng energy impulses.
Tulad ng nabanggit na, ang unidirectional half-quanta ng iba't ibang mga palatandaan sa OSM ay halos ganap na neutralisahin ang bawat isa. Ang pagsasama sa pagitan ng kalahating quanta ay pinananatili din sa panahon ng paglipat ng OSM sa estado ng pagsingil.
Bilang resulta lamang ng paglabag sa quantitative balance sa pagitan ng semi-quanta nawawala din ang neutralidad na likas sa kanila sa OSM. Ang isang uri ng semi-quantum ay nagiging nangingibabaw, ngunit ano ang mangyayari sa isa pa? Obvious naman sa kanya neutralisasyon higit pa tumitindi.
Naturally, ang mga pagbabagong ito ay hindi maaaring magpakita ng kanilang mga sarili sa pakikipag-ugnayan ng magkakaibang-sign ZSM. At kung sa interaksyon ng magkaparehong ZSM pagbabago ang nangingibabaw na uri ng semiquanta dumating ng mas maaga kaysa sa kaso ng isang katulad na pakikipag-ugnayan ng mga SC na ito sa OSM, pagkatapos ay sa pakikipag-ugnayan ng mga SC na may iba't ibang mga palatandaan, may mapapansin baligtad na epekto.
transformative maaantala ang pakikipag-ugnayan sa zone ng kanilang contact tungkol sa katulad na pakikipag-ugnayan sa OSM. Alinsunod dito, magkakaroon pagkiling kasunod na mga sentral na pakikipag-ugnayan sa bawat isa sa GSM sa direksyon ng bawat isa sa kaibigan. At ito ay nangangahulugan na ang mga bagay ay dapat gumagalaw nang malapad patungo sa isa't isa.
Ang mga bagay ay talagang lilipat, ngunit hindi patungo sa isa't isa, ngunit isa't isa! Ang paglilinaw na ito ay batay sa probisyon ng KNB sa ang hindi maiiwasang direktang pakikipag-ugnayan sa kaganapan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng FD.
Samakatuwid, kung ang mga bagay na nakikipag-ugnayan na ay gumagalaw sa magkasalungat na direksyon, pagkatapos ito ay maaari lamang mangahulugan ng isang bagay - ang kanilang spatial kumbinasyon, hindi isang pormal na pagtatantya.
Mali na ipagpalagay na dahil sa kumbinasyon ng mga bagay na may iba't ibang mga palatandaan, maaaring mangyari ang ilang uri ng "pagdodoble" ng katotohanan. Wala sa uri - ang pinagsamang mga bagay ay perpektong umakma sa isa't isa, ngunit ang materyal na batayan ng kanilang pag-iral (OSM) ay mananatiling pareho. Mga spatially compatible na istruktura ng ZSM, ngunit hindi mahalaga. At mas malalim ang kanilang interpenetration, mas kaunti ang magiging pagsalungat ng mga istruktura (hanggang sa sandali ng kanilang posibleng pagkalipol).
Kaya, nakikita natin na para sa pagpapatupad ng "akit" ay hindi na kailangan para sa pagkonekta ng mga thread, kung saan ang mga bagay ay maaaring makaakit sa isa't isa. Hindi rin kailangan para sa isang hindi natural (reverse sa mga tuntunin ng transformation essence "repulsion") at, samakatuwid, hindi makatwirang pagpapadala ng paggalaw ng enerhiya sa pamamagitan ng virtual photon. Ang proseso ng pang-akit ay nakabatay sa pareho mekanismo ng pagbabagong interaksyon(mas tiyak, isang hanay ng mga pakikipag-ugnayan) na siyang batayan ng "repulsion".

Gayunpaman, ang paliwanag ng mga mekanismo ng parehong "repulsion" at "attraction" ay hindi kumpleto nang hindi isinasaalang-alang ang mga pakikipag-ugnayan ng mga bagay hindi lamang sa kanilang mga sarili, kundi pati na rin sa OSM sa magkasalungat na direksyon. Ang mga pakikipag-ugnayang ito ay palaging naroroon, ngunit sa pagkakaroon lamang ng mga pakikipag-ugnayan sa pagsingil nagsisimulang magpakita ang kanilang papel bilang mga salik sa pagmamaneho.
Kaya, sa kaso ng "repulsion" ang halaga ng pagsalungat sa mga pakikipag-ugnayan na ito ay lumalabas na mas mababa kaysa sa halaga ng pagsalungat ng mga electron, at sa kaso ng "attraction" ang parehong halaga ay mas malaki kaysa sa pagsalungat ng isang electron at isang positron . Bilang resulta, ang FD ay nagsisimulang lumipat sa linya ng hindi bababa sa paglaban sa unang kaso mula sa isa't isa, sa pangalawa - sa bawat isa.
Resulta kamag-anak ang paghina ng pagsalungat ng magkakaibang-sign na mga FD sa kanilang pakikipag-ugnayan ay maaaring biswal na maipakita bilang isang proseso ng kanilang "pagbagsak" sa isa't isa o "pagdiin" sa isa't isa sa pamamagitan ng panlabas na pakikipag-ugnayan sa nakapaligid na OSM. Ngunit ang mga visual na larawang ito ay hindi lubos na sumasalamin sa kakanyahan ng kung ano ang nangyayari. Hindi nila sinasalamin ang pagkakaiba-iba ng mga sanhi ng kung ano ang nangyayari. Pagkatapos ng lahat, sa katunayan, ang "attraction" ng mga bagay (pati na rin ang "repulsion" para sa bagay na iyon) ay ang resulta ng hindi isa o kahit dalawang partikular na pakikipag-ugnayan, ngunit isang kumplikado ng mga all-round na pakikipag-ugnayan ng PhD sa bagay na nakapalibot. sila.

Mga paunang resulta.

Dahil sa halos kumpletong mutual at komprehensibong kabayaran ng semiquanta, ang OSM medium ay electrically neutral. Gayunpaman, sapat na upang palakasin o pahinain ang isa sa mga makabuluhang bahagi (isang uri ng semi-quanta) ng OSM sa pamamagitan ng pagbabagong-anyo, dahil ang balanse ay nabalisa, at ito ay pumasa sa GSM.
Naturally, ito ay ipinahayag hindi lamang sa pagpapalakas ng pagpapakita ng nangingibabaw na uri ng semiquanta, kundi pati na rin sa pagpapahina ng kabaligtaran na uri ng semiquanta na unidirectional kasama nito.
Sa electric charge ng isang electron, ang kakayahang pumasok sa mga panlabas na pagbabagong pakikipag-ugnayan na may iba't ibang antas ng aktibidad ay nahahanap ang pagpapahayag.
Ang pagpapakita ng property na ito ay direktang nauugnay sa mga katangian ng isa pang FD na nakikipag-ugnayan dito. Kasabay nito, ang nilalaman ng mga nakikipag-ugnayan na partido ay maaaring magpakita mismo sa iba't ibang paraan. Kaya ang pag-aari ng bayad ay maaaring tukuyin bilang isang pagbabago sa isa't isa sa intensity ng pagpapakita ng mga indibidwal na aspeto ng nilalaman ng PhD sa panahon ng kanilang pakikipag-ugnayan.
Walang mahiwaga sa pagpapatupad ng "repulsion" at "attraction" ng mga elementary FD na may kuryente.
Sa likas na katangian, sa antas ng elementarya, ang mga phenomena na ito ay wala sa kanilang sarili - ito ay isang panlabas na pagpapakita lamang ng malalim na mga proseso. Na nakabatay sa transformative interaction ng mga hindi magkatugmang partido. Samakatuwid, sa prinsipyo, ang mekanismo para sa pagpapatupad ng "repulsion" at "attraction" ay hindi nakikilala. Ang tanging pagkakaiba ay nakasalalay sa antas ng pagsalungat ng mga bagay, sa laki ng kanilang hindi pagkakatugma.

"Spin" ng isang electron.

Kung magpapatuloy tayo mula sa posisyon ng pagkakakilanlan ng lahat ng mga electron, kung gayon, ang pagtatalo ng mahigpit na lohikal, dapat itong kilalanin na maaaring walang pag-aari na magpapahintulot sa paghahati ng lahat ng mga electron sa dalawang uri.
Sa katunayan, dahil ang mga katangian ay nagpapakilala sa nilalaman ng bagay, ang pagkakaiba sa ilang mga katangian ng mga electron ay magsasaad ng kanilang malaking pagkakaiba. Sinasalungat nito ang posisyon sa kumpletong pagkakakilanlan ng lahat ng mga electron.
Mula sa punto ng view ng KNB, ang istraktura ng isang electron ay ganap na transparent at hindi posible na tuklasin ang "isang bagay" dito na maaaring magsilbing batayan para sa isang pagpapalagay tungkol sa pagkakaiba sa istruktura o nilalaman ng mga electron (hindi bababa sa sa antas na ito ng pag-unlad ng ating mga ideya tungkol dito).
Samakatuwid, mayroong bawat dahilan upang igiit na ang mga electron ay walang ari-arian, na magbibigay-daan sa kanila na hatiin sa magkakahiwalay na grupo. Samakatuwid, "iikot" bilang isang ari-arian Ang lahat ng mga electron ay dapat magkaroon ng pareho
Sa kabilang banda, ang pagkakakilanlan ng mga istruktura ng lahat ng mga electron ay hindi pumipigil sa kanila na makipag-ugnayan sa isa't isa habang nasa iba't ibang yugto ng kanilang panloob na pag-iral. Ito ay ang pagkakaroon ng isang panloob na "pulsasyon" ng nilalaman ng GL na ginagawang posible upang malutas ang isang tila hindi malulutas na dilemma na may iba't ibang "mga spin" ng mga electron.
Ang pagkakaroon ng dalawang yugto sa mga proseso ng panloob na pagbabago ng SL ay nagpapakilala ng pagkakaiba-iba sa kanilang relasyon. Ang pagbubuod ng mga posibleng senaryo para sa pagbuo ng mga kaganapan sa pakikipag-ugnayan ng mga AP, nag-iisa kami ng dalawang magkasalungat na sitwasyon.
Ang una ay ang mga yugto ng pagkakaroon ng mga nakikipag-ugnay na ZP ay nag-tutugma.
Ang pangalawa ay ang mga galaw na bumubuo ng istruktura sa mga nakikipag-ugnay na SL ay nasa antiphase.
Ang parehong mga variant ng mga pakikipag-ugnayan ay hahantong sa parehong resulta - "repulsion", ngunit sa mga detalye ay magkakaiba ang mga ito. Ang hindi bababa sa kontrobersyal (hanggang sa isang tiyak na punto) ay ang ugnayan sa pagitan ng mga SC, na ang mga paggalaw ng panloob na pagsingil ay nasa antiphase. Samakatuwid, ang convergence ng naturang mga bagay ay magiging hangga't maaari.
Kung ang mga yugto ng pagkakaroon ng mga nakikipag-ugnay na mga electron ay nag-tutugma, ang kanilang pagsalungat ay, sa kabaligtaran, ay magiging maximum. Samakatuwid, ang iba pang mga bagay ay pantay, ang kanilang convergence kumpara sa unang sitwasyon ay magiging minimal.
Malinaw, ang pagkakaibang ito sa mga resulta ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga electron ay nagpapahintulot sa amin na igiit na mayroon silang iba't ibang mga spin.
Konklusyon - Ang "spin" ay isang paghahambing na katangian ng mga bagay na nakikipag-ugnayan. Ang pag-ikot ng isang indibidwal na elektron ay nawawalan ng katiyakan.
Imposibleng sabihin nang maaga bago ang pakikipag-ugnayan kung ano ang tiyak na "spin" na mayroon ang elektron. Maaaring ipagpalagay na ito ay hindi umiiral.
Ang pagkabigong maunawaan ang dependence factor, ang subordination ng mga ari-arian sa materyal na nilalaman ng isang bagay, ay maaaring humantong sa malubhang kahirapan sa pagbuo ng mga ideya tungkol sa FD. Ang pagkakaroon ng anumang mga katangian (mass, enerhiya, singil) ng isang FD, lalo na kung ang mga ito ay may pare-pareho ang halaga, ay madalas na nauugnay sa isip ng paksa sa mismong materyal na nilalaman ng bagay. May mga ari-arian umano dito.
Ang mga katangian ay itinuturing bilang mga karagdagang entity na mayroon ang isang bagay Bukod sa materyal na nilalaman nito o kasama sa materyal na nilalaman nito bilang magkakahiwalay na elemento.
Gayunpaman, hindi ito ang kaso, ang mga pag-aari ay maaaring magpakita ng kanilang sarili na may iba't ibang intensity (depende sa likas na katangian ng pakikipag-ugnayan), at kung minsan ay ganap na nawawala sa pagwawakas ng kaukulang mga pakikipag-ugnayan. Ang nilalaman ng bagay sa kasong ito, hindi bababa sa dami, ay maaaring manatiling hindi nagbabago.
Ang konklusyon ay "tirahan", ang lugar ng pagkakaroon ng mga ari-arian ay palaging isang proseso ng pakikipag-ugnayan, sa labas nito, ang mga pag-aari ay hindi maaaring magpakita ng kanilang sarili sa anumang bagay at sa anumang bagay. Sa katunayan, ang mga katangian na itinuturing naming isang katangian ng isang indibidwal na bagay ay isang tagapagpahiwatig ng proseso ng pakikipag-ugnayan, at kung minsan ng buong hanay ng mga pakikipag-ugnayan.

Dualismo ng mga katangian ng elektron.

Bago magpatuloy nang direkta sa "dualism" ng mga katangian ng elektron, isaalang-alang natin ang ilang aspeto ng relasyon sa pagitan ng elektron at photon.
Sa nakaraang artikulo, ang kawalan ng paggalaw ng enerhiya sa istraktura ng elektron ay nabanggit na. Nagbibigay ito ng mga batayan para sa paggigiit na ang elektron ay walang kakayahang magkaroon ng enerhiya. (Dito ang enerhiya ay itinuturing bilang ari-arian likas eksklusibo mga bagay ng enerhiya - mga photon).
Sa pangkalahatan, ang konsepto ng enerhiya sa pisika ay may dobleng kahulugan.
Sa isang banda, nakikilala ito sa enerhiya nilalaman ang bagay mismo. Sa kabilang banda, ang enerhiya ay itinuturing na ari-arian ang parehong bagay.
Walang alinlangan na ang gayong unyon ay hindi maaaring bigyang-katwiran ng anumang bagay. Narito ito ay kinakailangan upang matukoy: alinman sa enerhiya ay ang nilalaman ng FD, o ang pag-aari nito - ang ikatlo ay hindi ibinigay.
Mula sa pananaw ng may-akda Ang enerhiya ay isang pag-aari ng isang bagay ng enerhiya, hindi ang nilalaman nito. Kaya Ang DO ay hindi maaaring direktang naglalabas o sumisipsip ng enerhiya. Kaya lang niya ehersisyo ang iyong enerhiya.
Siyempre, ang enerhiya, tulad ng anumang iba pang ari-arian, ay maaaring mawala o makuha, ngunit sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng materyal na nilalaman ng bagay, ang dami ng pagbabago nito.
Kung walang pisikal na proseso, imposible ang paggalaw ng "enerhiya" na ari-arian. Samakatuwid, kapag ang isang tao ay nagsasalita ng radiation o pagsipsip ng enerhiya, ang isa ay karaniwang nangangahulugan ng isang dami ng pagbabago sa materyal na nilalaman ng isang bagay, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng paggalaw ng enerhiya.
Sa totoo lang hindi na kailangan ng enerhiya upang ayusin ang panloob na paggalaw ng isang elektron. Ngunit para sa mga pagpapakita mga katangian ng paggalaw ng enerhiya ng elektron at, samakatuwid, kailangan ang enerhiya.
Hindi ito mahirap makamit - sapat na para sa isang elektron na magkaisa sa isang photon. Gayunpaman, mayroong isang subtlety dito - sa pamamagitan ng "pagkuha" ng paggalaw ng enerhiya, ang elektron ay tumigil sa sarili at, samakatuwid, nawawala ang mga orihinal na katangian nito.
Sa kabila ng katotohanan na sa pisika ang isang spatially moving electron ay itinuturing bilang isang electron na "nagtataglay" ng enerhiya, sa katunayan ito ay hindi isang electron, ngunit isang bagong FD.
Ang elektron ay kasama sa bagay na ito bilang isang elemento. Samakatuwid, sa katunayan ang isang elektron, na nagkakaisa sa isang photon, ay hindi lamang nakakakuha ng mga bagong pag-aari, ngunit nawawala din ang mga katangiang likas dito sa simula. Palagi itong nangyayari sa lahat ng FD, na sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ay bumubuo ng isang bagong kabuuan - isang sistema. Ang nilalaman ng mga elemento ng system, o ang kanilang mga pag-aari ay hindi nagpapanatili ng awtonomiya.
Ibig sabihin nito ay ang pinagsamang mga katangian ay hindi summed up, ngunit binago sa mga bagong pinagsama-samang katangian na likas sa system sa kabuuan. Kaya, ang bagong FD ay nakakakuha hindi lamang ng enerhiya na likas sa photon, kundi pati na rin ang masa at singil ng elektron. Isang bagong FD ang nabuo, na maaaring tawaging may kondisyon na "photon-electron" o isang energy-charge state (ECS). Ang FD na ito ay magkakaroon ng pinagsamang mga katangian na naaayon dito (at dito lamang!) "masa ng enerhiya".

Konklusyon - kapag nabuo ang system: electron + photon, ang mga dating katangian ng mga elemento ng system ay hindi napanatili. Samakatuwid, ang pananalitang "moving electron" ay kasing-mangmang ng ekspresyong "photon at rest".
Ang ganitong mga bagay ay hindi umiiral sa kalikasan, maliban kung ang ibig nating sabihin sa kanila ay isang sistema (ESS) na may ari-arian na "masa ng enerhiya" na likas sa sistemang ito.

Sinusuri ang istraktura at mga katangian ng elektron, isinasaalang-alang namin ang electron, wika nga, sa isang "dalisay" na anyo. Ang isang electron ay tulad ng isang FD na nakikilahok sa mga panlabas na pakikipag-ugnayan (kung wala ito, hindi ito maaaring umiral!), ngunit hindi bahagi ng isang mas malaking pisikal na organisasyon, ang sistema.
Ang diskarte na ito ay sanhi ng pangangailangan na isaalang-alang hindi ang mga katangian ng ilang sistema, ngunit ang mga katangian ng isang partikular na elementong bagay - isang elektron. Malinaw na para sa pakikipag-ugnayan ng isang elektron sa anumang bagay (maliban sa OSM) at, samakatuwid, para sa pagpapakita ng mga katangian, kinakailangan ang spatial na pag-aalis ng hindi bababa sa isa sa kanila. Nangangahulugan ito na ang pagkakaroon ng paggalaw ng enerhiya sa mga bagay na nakikipag-ugnayan ay sapilitan. Gayunpaman, pinasimple ang sitwasyon, binabalewala namin ang katotohanang ito, na abstract namin mula dito.

Dumaan tayo sa direktang pagsasaalang-alang ng "dualism" ng mga katangian ng isang elektron.
Ang isang pagsusuri sa organisasyon ng intra-charge motion ng isang electron ay nagpakita na sa isang panahon ng pagkakaroon nito, nakakaranas ito ng mga kamangha-manghang metamorphoses. Tila ang mga katangian ng elektron ay dapat magbago nang naaayon.
Gayunpaman, sa kabila ng kakaibang "two-facedness" ng nilalaman ng elektron, hindi ito nagtataglay ng anumang kapwa eksklusibong katangian. Ang pagsalungat ng isang electron bilang isang "particle" at bilang isang "wave" ay purong arbitrary. Hindi bababa sa, dahil ang nilalaman nito sa qualitatively at quantitatively sa mga sandali ng pagpapakita ng mga "properties" na ito ay nananatiling hindi nagbabago, at ang mga pagbabago sa nilalaman ng elektron mismo ay pare-pareho sa oras.
Samakatuwid, sa mga sumusunod, pag-uusapan lamang natin pagkakaiba-iba mga katangian ng isang elektron sa kurso ng pagkakaroon nito, at hindi tungkol sa kanilang duality.

Tulad ng nabanggit sa nakaraang artikulo, ang electron ay hindi isang wave sa kalikasan - ito ay isang natural na harmonic oscillator. Samakatuwid, ang pag-aari ng isang "alon" na sinusunod sa mga eksperimento sa "diffraction" at "panghihimasok" ng isang elektron ay aktwal na ipinakita hindi ng isang elektron, ngunit sa pamamagitan ng isang sistema: electron + photon. Dahil lamang sa patuloy na koneksyon sa photon, ang electron, sa komposisyon bago Nakukuha ng FD ang mga katangian ng alon. Samakatuwid, mahigpit na nagsasalita, dapat itong aminin na Ang "corpuscular-wave dualism" ng mga katangian tulad nito ay hindi likas sa electron.
Sa mga sumusunod, pag-uusapan natin photon-electron» - isang sistema na binubuo ng mga estado ng enerhiya at singil ng bagay, i.e. tungkol sa energy-charging state of matter (ECSM).

Siyempre, kapag pinag-aaralan ang mga eksperimento sa EPSM na nagpapatunay sa kanilang "alon" na kalikasan, kakailanganing isaalang-alang ang lahat ng tunay na kalagayan ng nangyayari. Sa partikular, ang katotohanan na hindi isang "single-phase" abstract na kopya ng isang electron ang nakikilahok sa proseso, ngunit isang obhetibong umiiral na "two-phase" na electron. Hindi masasaktan na magkaroon ng mga tunay na ideya tungkol sa istruktura ng photon kung saan ang electron ay bumubuo ng isang sistema, gayundin ang magkaroon ng mas malinaw na mga ideya tungkol sa istruktura ng target. Ngunit, sa kasamaang palad, sa batayan ng umiiral na kaalaman, hindi posible na ipakita sa kabuuan nito kung ano ang nangyayari sa mga eksperimento. Samakatuwid, kinukulong natin ang ating sarili sa mga pangkalahatang pagsasaalang-alang batay sa elementarya na lohika.

Magsimula tayo sa pamamagitan ng pagpasa sa EPSM sa dalawang hiwa. Dahil walang mistisismo ang hindi nararapat sa agham, agad nating kinikilala ang katotohanang ito. Siyempre, hindi ito sumusunod mula dito na ang EZS sa sandaling ito ay binubuo ng dalawang halves. Parehong ang electron at ang photon sa sistemang ito ay palaging nagpapanatili ng kanilang integridad.
Kaya, sa paunang sandali ng pagpasa ng ESM sa anyo ng isang gumagalaw na elektron sa target, malinaw naman, ang FD ay nasa yugto ng panlabas na pakikipag-ugnayan na bumubuo ng singil.
Ito, sa pamamagitan ng paraan, ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng ilang mga konklusyon tungkol sa laki ng EZS sa sandali ng pinakamalaking "pagpapalawak" ng elektron. Sila ay maihahambing sa distansya sa pagitan ng mga butas sa target. Sa karagdagang pagsulong ng bagay sa pamamagitan ng target, ang kanilang mga istraktura ay dapat na nasa isang estado ng antiphase. Papayagan nito ang EZS na maabot ang kabilang dulo ng target na may pinakamaliit na pagbabago.

Ang resulta na makikita sa screen ay ganap na nakasalalay sa distansya mula sa target hanggang sa screen. Kung ang FD ay nakikipag-ugnayan sa screen sa isang estado ng coinciding phase, pagkatapos ay ang isang peak sa pagpapakita ng mga "enerhiya-mass" na mga katangian ng isang gumagalaw na electron ay makikita nang eksakto sa gitna ng screen na may kaugnayan sa lokasyon ng mga butas sa ang target. Magkakaroon ng repleksyon ng EZS mula sa screen.
Kung nakikipag-ugnayan sila sa isang estado ng antiphase, pagkatapos ay ang DO ay tumagos nang malalim sa screen, at wala kaming makikita.
Kung ang direksyon ng paggalaw ng FD ay lumihis mula sa isang tuwid na linya, ang distansya sa screen ay magbabago. Magbabago din ang resulta ng interaksyon, dahil Maaabot ng DOF ang screen sa iba't ibang yugto.
Kaya, isang pattern na katulad ng naobserbahan sa wave interference ay malilikha. Gayunpaman, hayaan ang mambabasa na mag-isip para sa kanyang sarili kung ang epektong ito mula sa mga pakikipag-ugnayan ng isang gumagalaw na electron sa isang screen ay maaaring ituring na isang panghihimasok nito sa sarili nito.
Sa madaling salita, kailangan mong malaman - maaari bang makagambala ang isang alon? Ibinigay na, ayon sa mga probisyon ng klasikal na pisika, upang makuha ang epektong ito, kinakailangan na magpatong ng mga alon sa bawat isa.

Upang ipaliwanag ang "diffraction" ng isang gumagalaw na elektron kapag ito ay dumaan sa isang butas, kakaunti ang maaaring maidagdag sa sinabi.
Ang lohikal na pangangatwiran, dapat itong ipagpalagay na sa unang sandali ng pagpasa ng target, ang FD ay dapat nasa "particle" na estado, o simpleng nasa antiphase sa estado ng target.
Kapag umalis sa target, sa kaso ng paglihis ng kilusan mula sa rectilinear FD, hindi kinakailangan na magkaroon ng kakayahang "lumibot" sa balakid. Sapat na para sa kanya na maging antiphase sa nilalaman ng target upang madaanan ito nang halos walang hadlang. Siyempre, ang istraktura at mga sukat ng balakid ay dapat na angkop sa dalas ng mga oscillations sa istraktura ng FD.

Mga resulta.

Ang masa at singil ng isang electron, na naobserbahan sa isang oras na makabuluhang lumampas sa dalas ng sarili nitong mga oscillations, ay mukhang conserved, constant values. Ngunit sa isang panahon ng mga paggalaw ng oscillatory sa istraktura ng GL, ang intensity ng pagpapakita ng mga katangian ay maaaring mag-iba mula sa isang maximum, halos sa zero.
Ang isang electron sa yugto ng "converging" na kalahating quanta ay halos hindi sinusunod at hindi nagpapakita ng anumang mga katangian (na may posibleng pagbubukod ng isang singil).
Ang lahat ng mga katangian ng isang electron na kilala sa pisika ay maaaring maiugnay sa yugto ng "divergent" semiquanta. Ang resulta Ang isang hiwalay na yugto ng panahon ng pagkakaroon ng isang electron ay nakikita ng paksa bilang isang ganap na pisikal na bagay. Samakatuwid, kapag sinusuri ang mga katangian ng isang elektron, napipilitan tayong hatiin ang pagkakaroon nito sa yugto ng "divergent" na kalahating quanta sa dalawang uri ng "subphases". Sa isa sa kanila (sa unang yugto ng pagpapalawak), ang elektron ay magkakaroon ng halos "monolitik" na istraktura, na kumakatawan sa isang "particle". Sa kabilang banda (sa pinakamataas na yugto ng pagpapalawak), dahil sa kawalan ng katiyakan sa laki at "pagkalat" ng nilalaman sa espasyo ng OSM, lilitaw ang elektron sa anyo ng isang "alon".
Sa ibang salita lumilitaw ang isang elektron sa unang yugto ng pagpapalawak para sa isang panlabas na tagamasid sa anyo ng isang point emitter ng gumagalaw na bagay, na gumagawa ng "divergent" semiquanta ng parehong uri.
Dahil sa praktikal na hindi maobserbahan ng panlabas na pagbabagong pakikipag-ugnayan ang mga hangganan ng elektron sa yugto ng pinakamataas na "pagpapalawak" ay nagiging makamulto.
Ang mga pagkakaiba sa pagitan ng electron at ng OSM spatial deformation field, pati na rin sa nilalaman ng OSM mismo, ay nabubura. Bilang isang resulta, ito ay nagiging ganap na hindi malinaw kung saan ang "single-phase" na electron ay "gumuhit" ng paggalaw ng pagsingil upang ipatupad ang proseso ng "radiation" ng materyal na nilalaman nito.
Ang lahat ng higit na hindi maipaliwanag ay ang hitsura ng enerhiya, na kung saan ang isang "nagpahinga" na elektron ay wala (at hindi maaaring magkaroon sa prinsipyo), ngunit kung saan, ayon sa umiiral na pisikal na teorya, ang elektron ay dapat na hindi mababawi na lumiwanag sa nakapalibot na espasyo. (Dito, ang "enerhiya" ay tumutukoy sa nilalaman ng enerhiya ng isang photon.)

Kaugnay ng isang panig na pang-unawa sa istraktura ng elektron, maraming mga problema ang lumitaw sa modernong teoretikal na pisika.
Sa partikular, ang mga ideya tungkol sa likas na katangian ng isang electron batay sa mga modelo ng matematika na lumilitaw bilang resulta ng pag-generalize lamang ng isang visual, panlabas na pagpapakita ng isang bahagi ng nilalaman ng elektron ay hindi makatwiran sa kalikasan.
Hinihiling nila na talikuran ang mga pamantayan ng pormal na lohika, mag-isip hindi lamang sa orihinal na paraan, ngunit "hindi kinaugalian".
Ito ay maaaring humantong sa walang anuman kundi ang pagtaas ng bilang ng mga pasyente sa mga psychiatric clinic. Dahil walang matino na paksa ang makapagpapakita ng FD na parehong wave at particle.

Sa mga mathematical na modelo mismo, na idinisenyo upang ilarawan ang mga natural na phenomena alinsunod sa orihinal, ang mga disproporsyon at infinity ay lumilitaw sa isang bilang ng mga dami (kabilang ang masa, singil, laki at enerhiya). Sa paglaban sa mga "divergence" na ito, ang mga mapanlikhang pamamaraan ay ginagamit (sa partikular, ang teorya ng renormalizations), na idinisenyo upang akma ang teorya sa pang-eksperimentong datos.
Ito ay medyo nakapagpapaalaala sa isang pagtatangka ng isang mag-aaral sa elementarya na lutasin ang isang problema sa matematika. sa anumang paraan, matapos niyang malaman ang sagot sa dulo ng textbook.
Ang lahat ng mga "kahirapan" na ito ay lubos na nauunawaan. Ang teoretikal na pisika ay napipilitang ipaliwanag ang mga penomena na sa prinsipyo ay hindi maipaliwanag mula sa pananaw ng modernong teorya.

Malamang, ang pisikal na katotohanan ay mas mayaman at mas magkakaibang kaysa sa ating pinakamaligaw na mga pantasya, at ang mga katangian ng bagay kahit na sa elementarya (lalo na ang OSM) ay multifaceted at hindi mauubos.
Malamang na hindi lamang ang electron sa kabuuan ng istrukturang nilalaman nito, kundi pati na rin ang maraming iba pang mga katotohanan ng pisikal na mundo ay nakatakas sa ating pansin. Ngunit kahit ngayon ay maaari nating sabihin na walang mystical o eksklusibong hindi nalalaman sa mga phenomena ng microworld.

Ang elektron ay isang elementarya na butil, na isa sa mga pangunahing yunit sa istruktura ng bagay. Ang singil ng isang elektron ay negatibo. Ang pinakatumpak na mga sukat ay ginawa noong unang bahagi ng ikadalawampu siglo nina Millikan at Ioffe.

Ang singil ng elektron ay katumbas ng minus 1.602176487 (40) * 10 -1 9 C.

Sa pamamagitan ng halagang ito, sinusukat ang electric charge ng iba pang pinakamaliit na particle.

Pangkalahatang konsepto ng elektron

Sa particle physics, sinasabing ang electron ay hindi mahahati at walang istraktura. Ito ay kasangkot sa mga proseso ng electromagnetic at gravitational, kabilang sa pangkat ng lepton, tulad ng antiparticle nito, ang positron. Sa iba pang mga lepton, ito ang may pinakamagaan na timbang. Kung ang mga electron at positron ay nagbanggaan, ito ay humahantong sa kanilang pagkalipol. Ang ganitong pares ay maaaring lumabas mula sa gamma-quantum ng mga particle.

Bago ang neutrino ay sinusukat, ito ay ang electron na itinuturing na ang lightest particle. Sa quantum mechanics, ito ay tinutukoy bilang fermion. Ang elektron ay mayroon ding magnetic moment. Kung ang isang positron ay tinutukoy din dito, ang positron ay pinaghihiwalay bilang isang positibong sisingilin na particle, at ang electron ay tinatawag na isang negatron, bilang isang particle na may negatibong singil.

Mga indibidwal na katangian ng mga electron

Ang mga electron ay nabibilang sa unang henerasyon ng mga lepton, na may mga katangian ng mga particle at alon. Ang bawat isa sa kanila ay pinagkalooban ng quantum state, na natutukoy sa pamamagitan ng pagsukat ng enerhiya, spin orientation, at iba pang mga parameter. Inihayag niya ang kanyang pag-aari sa mga fermion sa pamamagitan ng imposibilidad ng pagkakaroon ng dalawang electron sa parehong quantum state sa parehong oras (ayon sa prinsipyo ng Pauli).

Ito ay pinag-aaralan sa parehong paraan tulad ng isang quasiparticle sa isang pana-panahong potensyal na kristal, kung saan ang epektibong masa ay maaaring mag-iba nang malaki mula sa masa sa pamamahinga.

Sa pamamagitan ng paggalaw ng mga electron, nagaganap ang isang electric current, magnetism at thermo EMF. Ang singil ng isang elektron sa paggalaw ay bumubuo ng isang magnetic field. Gayunpaman, ang isang panlabas na magnetic field ay nagpapalihis sa particle mula sa isang tuwid na direksyon. Kapag pinabilis, ang elektron ay nakakakuha ng kakayahang sumipsip o naglalabas ng enerhiya bilang isang photon. Ang set nito ay binubuo ng mga electron atomic shell, ang bilang at posisyon nito ay tumutukoy sa mga katangian ng kemikal.

Ang atomic mass ay pangunahing binubuo ng nuclear protons at neutrons, habang ang mass ng mga electron ay humigit-kumulang 0.06% ng kabuuang atomic weight. Ang puwersa ng kuryente ng Coulomb ay isa sa mga pangunahing pwersa na maaaring panatilihing malapit ang isang elektron sa nucleus. Ngunit kapag ang mga molekula ay nilikha mula sa mga atomo at ang mga bono ng kemikal ay lumitaw, ang mga electron ay muling ipinamamahagi sa bagong puwang na nabuo.

Ang mga nucleon at hadron ay kasangkot sa paglitaw ng mga electron. Ang mga isotopes na may mga radioactive na katangian ay may kakayahang maglabas ng mga electron. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang mga particle na ito ay maaaring pag-aralan sa mga espesyal na instrumento, at, halimbawa, ang mga teleskopyo ay maaaring makakita ng radiation mula sa kanila sa mga ulap ng plasma.

pagbubukas

Ang electron ay natuklasan ng mga German physicist noong ikalabinsiyam na siglo, nang pag-aralan nila ang cathodic properties ng ray. Pagkatapos ang iba pang mga siyentipiko ay nagsimulang pag-aralan ito nang mas detalyado, na dinadala ito sa ranggo ng isang hiwalay na butil. Ang radyasyon at iba pang nauugnay na pisikal na phenomena ay pinag-aralan.

Halimbawa, ang isang grupo na pinamumunuan ni Thomson ay tinantya ang singil ng isang elektron at ang masa ng mga cathode ray, ang mga ratios nito, tulad ng nalaman nila, ay hindi nakasalalay sa isang materyal na mapagkukunan.
At nalaman ni Becquerel na ang mga mineral ay naglalabas ng radiation sa pamamagitan ng kanilang mga sarili, at ang kanilang mga beta ray ay maaaring mapalihis sa pamamagitan ng pagkilos ng isang electric field, habang ang masa at singil ay nagpapanatili ng parehong ratio tulad ng sa cathode rays.

Teorya ng atom

Ayon sa teoryang ito, ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus at mga electron sa paligid nito, na nakaayos sa anyo ng isang ulap. Ang mga ito ay nasa ilang quantized na estado ng enerhiya, ang pagbabago nito ay sinamahan ng proseso ng pagsipsip o paglabas ng mga photon.

Quantum mechanics

Sa simula ng ikadalawampu siglo, nabuo ang isang hypothesis ayon sa kung saan ang mga materyal na particle ay may mga katangian ng parehong wastong mga particle at alon. Gayundin, ang liwanag ay maaaring magpakita mismo sa anyo ng isang alon (tinatawag itong de Broglie wave) at mga particle (photon).

Bilang isang resulta, ang sikat na Schrödinger equation ay nabuo, na inilarawan ang pagpapalaganap ng mga electron wave. Ang pamamaraang ito ay tinatawag na quantum mechanics. Ginamit ito upang kalkulahin ang mga elektronikong estado ng enerhiya sa hydrogen atom.

Pangunahin at dami ng mga katangian ng elektron

Ang particle ay nagpapakita ng mga pangunahing at quantum na katangian.

Ang mga pangunahing ay kinabibilangan ng masa (9.109 * 10 -31 kilo), elementarya na singil sa kuryente (iyon ay, ang pinakamababang bahagi ng singil). Ayon sa mga sukat na isinagawa sa ngayon, walang mga elemento na matatagpuan sa elektron na maaaring magbunyag ng substructure nito. Ngunit ang ilang mga siyentipiko ay may opinyon na ito ay isang point charged particle. Tulad ng ipinahiwatig sa simula ng artikulo, ang electronic electric charge ay -1.602 * 10 -19 C.

Bilang isang particle, ang isang electron ay maaaring sabay na maging isang alon. Ang eksperimento na may dalawang slits ay nagpapatunay sa posibilidad ng sabay-sabay na pagpasa sa kanilang dalawa. Sumasalungat ito sa mga katangian ng particle, kung saan posible lamang na dumaan sa isang hiwa sa bawat oras.

Ang mga electron ay itinuturing na may parehong pisikal na katangian. Samakatuwid, ang kanilang permutation, mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ay hindi humantong sa isang pagbabago sa estado ng system. Ang wave function ng mga electron ay antisymmetric. Samakatuwid, ang mga solusyon nito ay naglalaho kapag ang magkatulad na mga electron ay pumasok sa parehong estado ng kabuuan (prinsipyo ni Pauli).

Elektron. Ang pagbuo at istraktura ng elektron. Magnetic monopole ng isang electron.

(pagpapatuloy)

Bahagi 4. Ang istraktura ng elektron.

4.1. Ang electron ay isang dalawang bahagi na particle, na binubuo lamang ng dalawang super-condensed (condensed, concentrated) na mga patlang - ang electric field-minus at ang magnetic field-N. kung saan:

a) density ng elektron - ang pinakamataas na posible sa Kalikasan;

b) mga sukat ng elektron (D = 10 -17 cm at mas kaunti) - minimal sa Kalikasan;

c) alinsunod sa pangangailangan ng pag-minimize ng enerhiya, ang lahat ng mga particle - mga electron, positron, mga particle na may fractional charge, mga proton, neutron, atbp. ay dapat magkaroon (at may) isang spherical na hugis;

d) para sa hindi kilalang mga kadahilanan, anuman ang halaga ng enerhiya ng "magulang" na photon, ganap na lahat ng mga electron (at mga positron) ay ipinanganak na ganap na magkapareho sa kanilang mga parameter (halimbawa, ang masa ng ganap na lahat ng mga electron at positron ay 0.511 MeV).

4.2. "Maaasahang itinatag na ang magnetic field ng isang electron ay ang parehong integral na pag-aari bilang ang masa at singil nito. Ang mga magnetic field ng lahat ng mga electron ay pareho, tulad ng kanilang mga masa at singil ay pareho. ng electron ay ang katumbas ng singil, at vice versa - ang singil ng elektron ay katumbas ng masa (para sa positron - katulad).

4.3. Nalalapat din ang equivalence property na ito sa mga particle na may fractional charges (+2/3) at (-1/3), na siyang batayan ng mga quark. Iyon ay: ang masa ng positron, elektron at lahat ng mga fractional na particle ay katumbas ng kanilang singil, at kabaliktaran - ang mga singil ng mga particle na ito ay katumbas ng masa. Samakatuwid, ang tiyak na singil ng electron, positron at lahat ng fractional particle ay pareho (const) at katumbas ng 1.76 * 10 11 C/kg.

4.4. Sa abot ng Ang elementary quantum ng enerhiya ay awtomatikong isang elementarya na quantum ng mass, kung gayon ang mass ng elektron (isinasaalang-alang ang pagkakaroon ng mga fractional na particle 1/3 at 2/3) ay dapat magkaroon mga halaga , multiple ng masa ng tatlong negatibong semiquanta. (Tingnan din ang "Photon. Ang istraktura ng photon. Ang prinsipyo ng paggalaw. talata 3.4.)

4.5. Napakahirap matukoy ang panloob na istraktura ng isang elektron para sa maraming mga kadahilanan, gayunpaman, ito ay may malaking interes, hindi bababa sa unang pagtatantya, upang isaalang-alang ang impluwensya ng dalawang bahagi (electric at magnetic) sa panloob na istraktura ng isang electron . Tingnan ang fig. 7.

Fig.7. Ang panloob na istraktura ng elektron, mga pagpipilian:

Opsyon numero 1. Ang bawat pares ng mga dahon ng negatibong half-quantum ay bumubuo ng "microelectrons", na pagkatapos ay bumubuo ng isang electron. Sa kasong ito, ang bilang ng "microelectrons" ay dapat na isang multiple ng tatlo.

Opsyon numero 2. Ang electron ay isang dalawang bahagi na particle, na binubuo ng dalawang pinagsamang independiyenteng hemispherical monopoles - electric (-) at magnetic (N).

Opsyon numero 3. Ang electron ay isang dalawang bahagi na particle, na binubuo ng dalawang monopole - electric at magnetic. Sa kasong ito, ang spherical magnetic monopole ay matatagpuan sa gitna ng electron.

Opsyon numero 4. Iba pang mga pagpipilian.

Tila, ang isang variant ay maaaring isaalang-alang kapag ang mga electric (-) at magnetic field (N) ay maaaring umiral sa loob ng isang electron hindi lamang sa anyo ng mga compact monopole, kundi pati na rin sa anyo ng isang homogenous substance, iyon ay, bumubuo sila ng isang halos walang istraktura. ? mala-kristal? homogenous? butil. Gayunpaman, ito ay lubos na nagdududa.

4.6. Ang bawat isa sa mga iminungkahing opsyon ay may sariling mga pakinabang at disadvantages, halimbawa:

a) Opsyon #1. Ginagawang posible ng mga electron ng disenyong ito na madaling makabuo ng mga fractional na particle na may mass at charge na isang multiple ng 1/3, ngunit sa parehong oras ay nagpapahirap na ipaliwanag ang sariling magnetic field ng electron.

b) Opsyon numero 2. Ang electron na ito, kapag gumagalaw sa paligid ng nucleus ng isang atom, ay patuloy na nakatuon sa nucleus na may electric monopole nito at samakatuwid ay maaari lamang magkaroon ng dalawang opsyon para sa pag-ikot sa paligid ng axis nito - clockwise o counterclockwise (pagbabawal ni Pauli?), atbp.

4.7. Kapag isinasaalang-alang ang mga (o bagong iminungkahing) mga pagpipilian, kinakailangang isaalang-alang ang mga aktwal na katangian at katangian ng elektron, pati na rin isaalang-alang ang isang bilang ng mga ipinag-uutos na kinakailangan, halimbawa:

Ang pagkakaroon ng isang electric field (singil);

Ang pagkakaroon ng isang magnetic field;

Pagkakatumbas ng ilang mga parameter, halimbawa: ang masa ng isang elektron ay katumbas ng singil nito at vice versa;

Ang kakayahang bumuo ng mga fractional particle na may mass at charge na isang multiple ng 1/3;

Ang pagkakaroon ng isang hanay ng mga quantum number, spin, atbp.

4.8. Ang electron ay lumitaw bilang isang dalawang bahagi na particle, kung saan ang kalahati (1/2) ay isang compact na electric field-minus (electric monopole-minus), at ang pangalawang kalahati (1/2) ay isang compacted magnetic field (magnetic monopole). -N). Gayunpaman, dapat tandaan na:

Ang mga electric at magnetic field sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay maaaring magbunga ng isa't isa (bumaling sa isa't isa);

Ang isang electron ay hindi maaaring maging isang bahaging particle at binubuo ng 100% ng minus na field, dahil ang isang single-charged na minus na field ay mabubulok dahil sa mga puwersang salungat. Iyon ang dahilan kung bakit ang pagkakaroon ng isang magnetic component ay kinakailangan sa loob ng electron.

4.9. Sa kasamaang palad, hindi posible na magsagawa ng kumpletong pagsusuri ng lahat ng mga pakinabang at disadvantages ng mga iminungkahing opsyon at piliin ang tanging tamang bersyon ng panloob na istraktura ng elektron sa gawaing ito.

Bahagi 5. "Mga katangian ng alon ng isang elektron".

5.1. Sa pagtatapos ng 1924 ang punto ng pananaw ayon sa kung saan ang electromagnetic radiation ay kumikilos na bahagyang tulad ng mga alon, at bahagyang tulad ng mga particle, ay naging pangkalahatang tinanggap ... At ito ay sa oras na ito na ang Pranses na si Louis de Broglie, na sa oras na iyon ay isang nagtapos na estudyante, ay tinamaan ng isang napakatalino na ideya: bakit ang parehong bagay ay hindi maaaring para sa sangkap? Ginawa ni Louis de Broglie ang reverse work sa mga particle na ginawa ni Einstein sa light waves. Ikinonekta ni Einstein ang mga electromagnetic wave na may mga particle ng liwanag; Iniugnay ni de Broglie ang paggalaw ng mga particle sa pagpapalaganap ng mga alon, na tinawag niyang waves of matter. Ang hypothesis ni De Broglie ay batay sa pagkakatulad ng mga equation na naglalarawan sa pag-uugali ng mga light ray at mga particle ng bagay, at ito ay isang eksklusibong teoretikal na kalikasan. Upang kumpirmahin o pabulaanan ito, kinakailangan ang mga eksperimentong katotohanan. ”(c)

5.2. "Noong 1927, natuklasan ng mga Amerikanong pisiko na sina K.Davisson at K.Jermer na kapag ang mga electron ay "reflection" mula sa ibabaw ng isang nickel crystal, lumilitaw ang maxima sa ilang mga anggulo ng pagmuni-muni. Ang mga katulad na data (ang hitsura ng maxima) ay magagamit na mula sa pagmamasid sa pagkakaiba-iba ng mga x-ray wave ng mga kristal na istruktura. Samakatuwid, ang hitsura ng mga maxima na ito sa mga sinasalamin na electron beam ay hindi maipaliwanag sa anumang iba pang paraan maliban sa batayan ng mga ideya tungkol sa mga alon at kanilang diffraction. Kaya, ang mga katangian ng alon ng mga particle - mga electron (at ang hypothesis ni de Broglie) ay napatunayan ng eksperimento .”(c)

5.3. Gayunpaman, ang pagsasaalang-alang sa proseso ng paglitaw ng mga corpuscular properties ng isang photon na inilarawan sa papel na ito (tingnan ang Fig. 5.) ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng medyo hindi malabo na mga konklusyon:

a) habang bumababa ang wavelength mula 10 -4 hanggang 10 - 10 (C)(C)(C)(C)(C) tingnan ang mga electric at magnetic field ng isang photon ay condensed

(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C)(C) b) kapag ang mga electric at magnetic field ay siksik, ang mabilis na pagtaas sa "density" ng mga field ay magsisimula sa "separation line" at nasa X-ray range na ang field density ay katumbas ng density ng isang "ordinaryong" particle .

c) samakatuwid, ang isang X-ray photon, kapag nakikipag-ugnayan sa isang balakid, ay hindi na makikita mula sa balakid bilang isang alon, ngunit nagsisimulang tumalbog ito bilang isang particle.

5.4. I.e:

a) nasa hanay na ng malambot na X-ray, ang mga electromagnetic na larangan ng mga photon ay napaka-condensed na napakahirap na makita ang kanilang mga katangian ng alon. Quote: "Kung mas maliit ang wavelength ng isang photon, mas mahirap na tuklasin ang mga katangian ng isang wave sa loob nito at mas malakas na lumilitaw ang mga katangian ng isang particle dito."

b) sa hard X-ray at gamma range, ang mga photon ay kumikilos tulad ng 100% na mga particle, at halos imposibleng makita ang mga katangian ng wave sa kanila. Iyon ay: ang X-ray at gamma-ray photon ay ganap na nawawala ang mga katangian ng alon at nagiging isang 100% na particle. Quote: "Ang enerhiya ng quanta sa hanay ng X-ray at gamma ay napakahusay na ang radiation ay kumikilos halos tulad ng isang stream ng mga particle" (c).

c) samakatuwid, sa mga eksperimento sa pagkalat ng isang X-ray photon mula sa ibabaw ng isang kristal, ito ay hindi na isang alon na naobserbahan, ngunit isang ordinaryong particle na tumalbog sa ibabaw ng kristal at paulit-ulit ang istraktura ng kristal na sala-sala.

5.5. Bago ang mga eksperimento nina K. Davisson at K. Germer, mayroon nang pang-eksperimentong data sa pagmamasid sa diffraction ng mga X-ray wave sa mga istrukturang kristal. Samakatuwid, sa pagkakaroon ng mga katulad na resulta sa mga eksperimento sa pagkakalat ng mga electron sa isang nickel crystal, awtomatiko nilang iniugnay ang mga katangian ng alon sa elektron. Gayunpaman, ang isang electron ay isang "solid" na particle na may tunay na rest mass, mga sukat, atbp. Ito ay hindi isang electron-particle na kumikilos tulad ng isang photon-wave, ngunit ang isang X-ray photon ay may (at nagpapakita) ng lahat ng mga katangian. ng isang butil. Hindi isang electron ang makikita mula sa isang balakid bilang isang photon, ngunit isang X-ray photon ay makikita mula sa isang balakid bilang isang particle.

5.6. Samakatuwid: ang elektron (at iba pang mga particle) ay walang anumang "mga katangian ng alon", wala at hindi maaaring maging. At walang mga kinakailangan, mas kaunting mga pagkakataon upang baguhin ang sitwasyong ito.

Bahagi 6. Konklusyon.

6.1 Ang electron at positron ay ang una at pangunahing mga particle, ang pagkakaroon nito ay tumutukoy sa hitsura ng mga quark, proton, hydrogen at lahat ng iba pang elemento ng periodic table.

6.2. Sa kasaysayan, ang isang particle ay pinangalanang electron at binigyan ng minus sign (matter), at ang isa naman ay tinawag na positron at binigyan ng plus sign (antimatter). "Ang electric charge ng electron ay napagkasunduan na ituring na negatibo alinsunod sa isang naunang kasunduan na tawagan ang singil ng electrified amber na negatibo" (c).

6.3. Ang isang electron ay maaaring lumitaw (lumabas = ipanganak) lamang sa isang pares na may positron (ang isang electron ay isang pares ng positron). Ang paglitaw sa Kalikasan ng hindi bababa sa isang "unpaired" (solong) electron o positron ay isang paglabag sa batas ng konserbasyon ng singil, ang pangkalahatang electroneutrality ng bagay at teknikal na imposible.

6.4. Ang pagbuo ng isang pares ng electron-positron sa larangan ng Coulomb ng isang sisingilin na particle ay nangyayari pagkatapos ng paghihiwalay ng elementary quanta ng isang photon sa longitudinal na direksyon sa dalawang bahagi ng bahagi: negatibo - kung saan nabuo ang isang minus na particle (electron) at positibo. - kung saan nabuo ang isang plus particle (positron). Ang paghihiwalay ng isang de-koryenteng neutral na photon sa longitudinal na direksyon sa dalawang ganap na pantay sa masa, ngunit naiiba sa mga singil (at magnetic field) na mga bahagi ay isang likas na pag-aari ng photon, na sumusunod mula sa mga batas ng konserbasyon ng singil, atbp. Ang pagkakaroon ng kahit na ang hindi gaanong halaga ng "particles-plus" "sa loob" ng electron , at "sa loob" ng positron - "particles-minus" - ay hindi kasama. Ibinubukod din nito ang pagkakaroon ng mga neutral na "particle" (mga hiwa, piraso, fragment, atbp.) ng parent na photon sa loob ng electron at proton.

6.5. Para sa hindi kilalang mga kadahilanan, ganap na lahat ng mga electron at positron ay ipinanganak bilang reference na "maximum-minimum" na mga particle (ibig sabihin, hindi sila maaaring maging mas malaki at hindi maaaring mas maliit sa masa, singil, mga sukat at iba pang mga katangian). Ang pagbuo ng anumang mas maliit o mas malalaking particle-plus (positrons) at particle-minus (electrons) mula sa electromagnetic photon ay hindi kasama.

6.6. Ang panloob na istraktura ng electron ay natatanging paunang natukoy sa pamamagitan ng pagkakasunud-sunod ng hitsura nito: ang elektron ay nabuo bilang isang dalawang bahagi na particle, na 50% compacted electric field-minus (electric monopole-minus), at 50% siksik na magnetic field ( magnetic monopole-N). Ang dalawang monopole na ito ay maaaring ituring bilang magkaibang mga sisingilin na mga particle, kung saan ang mga puwersa ng mutual attraction (adhesion) ay lumitaw.

6.7. Umiiral ang mga magnetic monopole, ngunit hindi sa isang libreng anyo, ngunit bilang mga bahagi lamang ng isang electron at isang positron. Sa kasong ito, ang magnetic monopole-(N) ay isang mahalagang bahagi ng electron, at ang magnetic monopole-(S) ay isang mahalagang bahagi ng positron. Ang pagkakaroon ng isang magnetic component "sa loob" ng electron ay kinakailangan, dahil isang magnetic monopole-(N) lamang ang maaaring bumuo ng pinakamatibay (at walang uliran sa lakas) na bono na may isang single charged electric monopole-minus.

6.8. Ang mga electron at positron ay may pinakamalaking katatagan at mga particle na ang pagkabulok ay theoretically at praktikal na imposible. Ang mga ito ay hindi mahahati (sa pamamagitan ng singil at masa), iyon ay: kusang (o sapilitang) paghihiwalay ng isang electron o positron sa ilang naka-calibrate o "iba't ibang laki" na mga bahagi ay hindi kasama.

6.9. Ang electron ay walang hanggan at hindi ito "mawawala" hanggang sa matugunan nito ang isa pang particle na may katumbas na magnitude ngunit kabaligtaran sa sign na electric at magnetic charges (positron).

6.10. Dahil dalawang karaniwang (naka-calibrate) na mga particle lamang ang maaaring lumitaw mula sa mga electromagnetic wave: isang elektron at isang positron, kung gayon ang mga karaniwang quark, proton at neutron lamang ang maaaring lumitaw sa kanilang batayan. Samakatuwid, ang lahat ng nakikitang (baryonic) na bagay ng ating mga uniberso at lahat ng iba pang mga uniberso ay binubuo ng parehong mga elemento ng kemikal (talahanayan ni Mendeleev) at mga pare-parehong pisikal na pare-pareho at mga pangunahing batas na katulad ng "ating" mga batas ay kumikilos sa lahat ng dako. Ang hitsura sa anumang punto ng walang katapusang espasyo ng "ibang" elementarya na mga particle at "iba pang" elemento ng kemikal ay hindi kasama.

6.11. Ang lahat ng nakikitang bagay ng ating Uniberso ay nabuo mula sa mga photon (marahil nasa hanay ng microwave) ayon sa tanging posibleng pamamaraan: photon → electron-positron pair → fractional particles → quarks, gluon → proton (hydrogen). Samakatuwid, ang lahat ng "solid" na bagay ng ating Uniberso (kabilang ang Homo sapiens) ay condensed electric at magnetic field ng mga photon. Walang ibang "mga materyales" para sa pagbuo nito sa Cosmos, at hindi maaaring magkaroon.

P.S. Ang electron ba ay hindi mauubos?

Panimula…………………………………………………………………………
Pangunahing bahagi………………………………………………………………
	Kahulugan ng electron, ang pagtuklas nito ……………………………………………
	Mga katangian ng elektron ………………………………………………………
	Ang istraktura ng mga shell ng elektron ………………………………………..
	Natuklasan ……………………………………………………………….
Konklusyon………………………………………………………………
Bibliograpiya……………………………………………………..
Mga aplikasyon
Apendise 1……………………………………………………………….

Panimula

Ang unang ideya kung ano ang ibinigay sa amin ng isang atom, electron, electron shell noong ika-8 baitang. Ito ang mga pangunahing kaalaman, ang pinakasimpleng paliwanag sa pinakamahirap, tulad ng nangyari, materyal. Para sa akin sa ika-8 baitang, sapat na ang mga simpleng paliwanag. Ngunit hindi pa katagal, mga 2-3 buwan na ang nakalipas, nagsimula akong mag-isip tungkol sa kung paano gumagana ang isang atom, kung paano gumagalaw ang isang elektron, kung ano ang isang "electronic orbital" sa buong pag-unawa nito. Sa una sinubukan kong isipin ito sa aking sarili, ngunit walang "matino", ayon sa aking mga ideya, ang lumabas sa aking ulo. Pagkatapos ay nagsimula akong mag-aral ng karagdagang literatura upang makakuha ng kumpletong larawan ng microworld at masagot ang mga tanong na interesado ako. Sa bawat bagong linya mula sa nabasa ko, may bagong bumungad sa akin. Dagdag pa, sinubukan kong ipakita kung ano ang maaari kong pag-aralan at bahagyang (dahil ang kaalaman sa ganoong mataas na antas ay ibinibigay sa mga unibersidad at pinag-aaralan ng maraming mga siyentipiko sa buong mundo, at napakahirap para sa isang mag-aaral na ganap na maunawaan ang naturang materyal) na maunawaan sa panahon ng sa pagkakataong ito.

Pangunahing bahagi

1. Kahulugan ng electron, ang pagtuklas nito.

Elektron - stable, negatibong sisingilin elementarya na butil , isa sa mga pangunahing yunit ng istruktura ng bagay.

Ay isang fermion (iyon ay, mayroon kalahating buo paikutin ). Tumutukoy sa lepton (ang tanging matatag na particle sa mga naka-charge na lepton). Binubuo sila ng mga electron mga shell ng elektron ng mga atomo , kung saan tinutukoy ng kanilang numero at posisyon ang halos lahat Mga katangian ng kemikal mga sangkap. Ang paggalaw ng mga libreng electron ay nagdudulot ng mga phenomena gaya ng electric current sa conductors at vacuum.

petsa ng pagbubukas elektron ay itinuturing na 1897 kung kailan Thomson Isang eksperimento ang na-set up upang pag-aralan ang mga cathode ray. Ang mga unang larawan ng mga track ng mga indibidwal na electron ay nakuha Charles Wilson sa tulong ng silid ng hamog.

2. Mga katangian ng isang elektron.

A. Mass at singil ng isang particle.

Ang singil ng elektron ay hindi mahahati at katumbas ng −1,(35) 10−19 C. Una itong direktang sinusukat sa mga eksperimento nina A. F. Ioffe (1911) at R. Milliken (1912). Ang halagang ito ay nagsisilbing isang yunit ng pagsukat ng electric charge ng iba pang elementarya na particle (hindi tulad ng charge ng isang electron, ang elementary charge ay karaniwang kinukuha na may positibong senyales). Ang mass ng elektron ay 9.(40) 10−31 kg.

B. Ang imposibilidad ng paglalarawan ng elektron sa pamamagitan ng mga klasikal na batas ng mechanics at electrodynamics.

Sa loob ng mahabang panahon ay walang kaalaman tungkol sa aktwal na istraktura ng atom. Sa pagtatapos ng XIX - simula ng XX siglo. sa. napatunayan na ang atom ay isang kumplikadong particle na binubuo ng mas simple (elementarya) na mga particle. Noong 1911, sa batayan ng pang-eksperimentong data, ang Ingles na pisiko E.Rutherford nagmungkahi ng nuclear model ng atom na may halos kumpletong konsentrasyon ng masa sa medyo maliit na volume. Ang nucleus ng isang atom, na binubuo ng mga proton at neutron, ay may positibong singil. Napapaligiran ito ng mga electron na nagdadala ng negatibong singil.

Imposibleng ilarawan ang paggalaw ng mga electron sa isang atom mula sa pananaw ng klasikal na mekanika at electrodynamics, dahil:

Kung igigiit natin na ang isang elektron (bilang isang solidong katawan) ay gumagalaw sa isang saradong pabilog na orbit sa paligid ng nucleus na may V ~ m / s (ibig sabihin, isinasaalang-alang mula sa pananaw ng klasikal na mekanika), pagkatapos ay sa ilalim ng pagkilos ng isang sentripetal na puwersa dapat itong nasa ang pinakamaikling posibleng oras (~ sec) ay mahuhulog sa nucleus ng atom, na hahantong sa hindi pag-iral ng atom tulad nito at ang hindi pag-iral ng mga molekula, dahil ang mga electron ay nakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo;

Kung isasaalang-alang natin ang isang electron bilang isang sisingilin na katawan (i.e., isaalang-alang ito mula sa pananaw ng electrodynamics), kung gayon dapat itong hindi maiiwasang maakit ng isang positibong sisingilin na nucleus, at kapag gumagalaw, ito ay magpapalabas ng isang electromagnetic field at mawawalan ng enerhiya, na hindi maiiwasang humantong sa isang katulad na sitwasyon, na kung saan at sa kaso ng pagsasaalang-alang mula sa pananaw ng klasikal na mekanika.

Narito ang isinulat ni Niels Bohr:

"Ang kakulangan ng klasikal na electrodynamics para sa pagpapaliwanag ng mga katangian ng isang atom batay sa isang modelong uri ng Rutherford ay malinaw na ipinakikita kapag isinasaalang-alang ang pinakasimpleng sistema na binubuo ng isang napakaliit na positibong sisingilin na nucleus at isang elektron na gumagalaw sa isang saradong orbit sa paligid ng nucleus. Para sa kapakanan ng pagiging simple, ipinapalagay namin na ang masa ng isang elektron ay bale-wala kumpara sa masa ng nucleus, at ang bilis ng mga electron ay maliit kumpara sa bilis ng liwanag.

Ipagpalagay muna natin na walang radiation ng enerhiya. Sa kasong ito, ang electron ay lilipat sa mga nakatigil na elliptical orbits ... Ngayon isaalang-alang ang epekto ng radiation ng enerhiya, dahil karaniwan itong sinusukat ng acceleration ng electron. Sa kasong ito, ang elektron ay hindi na gagalaw sa mga nakatigil na orbit. Ang enerhiyang W ay patuloy na bababa, at ang elektron ay lalapit sa nucleus, na naglalarawan ng mas maliliit na orbit na may patuloy na pagtaas ng dalas; habang ang electron ay nakakakuha ng kinetic energy sa karaniwan, ang sistema sa kabuuan ay nawawalan ng enerhiya. Ang prosesong ito ay magpapatuloy hanggang ang mga sukat ng mga orbit ay maging katulad ng pagkakasunud-sunod ng mga sukat ng mga electron o ng nucleus. Ang isang simpleng pagkalkula ay nagpapakita na ang enerhiya na ibinubuga sa panahon ng prosesong ito ay hindi masusukat na mas malaki kaysa sa ibinubuga sa panahon ng mga ordinaryong proseso ng molekular. Malinaw, ang pag-uugali ng naturang sistema ay ganap na naiiba mula sa kung ano ang aktwal na nangyayari sa isang atomic system sa kalikasan. Una, ang mga tunay na atomo ay may tiyak na sukat at dalas sa mahabang panahon. Dagdag pa, tila kung isasaalang-alang natin ang anumang proseso ng molekular, pagkatapos pagkatapos ng paglabas ng isang tiyak na halaga ng enerhiya na katangian ng ibinubuga na sistema, ang sistemang ito ay palaging nasa isang estado ng matatag na balanse, kung saan ang mga distansya sa pagitan ng mga particle ay magiging. ng parehong pagkakasunud-sunod ng magnitude tulad ng bago ang proseso. .

B. Ang mga postula ni Bohr.

Ang mga pangunahing pagpapalagay na nabuo Niels Bohr sa 1913 upang ipaliwanag ang pattern line spectrum ng hydrogen atom at hydrogen-like ions, pati na rin dami kalikasan ng paglabas at pagsipsip Sveta. Galing ni Bohr planetaryong modelo ng atom Rutherford.

· Atom maaari lamang sa mga espesyal na nakatigil, o quantum, na mga estado, na ang bawat isa ay tumutugma sa isang tiyak na enerhiya. Sa isang nakatigil na estado, ang isang atom ay hindi nagpapalabas ng mga electromagnetic wave.

· Electron sa isang atom , nang hindi nawawalan ng enerhiya, gumagalaw kasama ang ilang mga discrete circular orbits kung saan angular momentum ay quantize . Ang pananatili ng isang elektron sa orbit ay tumutukoy sa enerhiya ng mga ito nakatigil na estado.

Kapag ang isang elektron ay gumagalaw mula sa orbit (antas ng enerhiya) patungo sa orbit, ito ay ibinubuga o hinihigop dami ng enerhiya hν = En − Em , saan Sinabi ni En; Em – mga antas ng enerhiya sa pagitan ng kung saan ang paglipat ay ginawa. Kapag lumilipat mula sa itaas na antas hanggang sa mas mababang isa, ang enerhiya ay ibinubuga, at kapag lumipat mula sa ibaba hanggang sa itaas, ito ay nasisipsip.

a) "Ang dinamikong ekwilibriyo ng isang sistema sa mga nakatigil na estado ay maaaring isaalang-alang sa tulong ng mga ordinaryong mekanika, habang ang paglipat ng isang sistema mula sa isang nakatigil na estado patungo sa isa pa ay hindi maaaring bigyang-kahulugan sa batayan na ito.

b) Ang paglipat na ito ay sinamahan ng paglabas ng monochromatic radiation, kung saan ang ratio sa pagitan ng dalas at dami ng enerhiya na inilabas ay eksaktong kapareho ng ibinigay ng teorya ni Planck ... "

pinahintulutan ni Bohr na bumalangkas ng kanyang teorya ng istruktura ng atom o Bohr modelo ng atom.

Ito ay isang semiclassical na modelo ng atom batay sa teorya ni Rutherford ng istruktura ng atom. Gamit ang mga pagpapalagay sa itaas at ang mga batas ng klasikal na mekanika, lalo na ang pagkakapantay-pantay ng puwersa ng pagkahumaling ng isang elektron mula sa nucleus at ang puwersang sentripugal na kumikilos sa isang umiikot na elektron, nakuha ni Bohr ang mga sumusunod na halaga para sa radius ng isang nakatigil na orbit at ang enerhiya ng isang electron na matatagpuan sa orbit na ito:

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.!}

Ito ang ekspresyong ito para sa enerhiya na maaaring makuha sa pamamagitan ng paglalapat Schrödinger equation , paglutas ng problema ng paggalaw ng elektron sa gitnang larangan ng Coulomb.

Ang radius ng unang orbit sa hydrogen atom R0=5,(36) 10−11 m, ngayon ay tinatawag na Bohr radius , o atomic na yunit ng haba at malawakang ginagamit sa modernong pisika. Ang enerhiya ng unang orbit eV ay enerhiya ng ionization isang hydrogen atom.

Tandaan: Ang modelong ito ay isang magaspang na aplikasyon ng mga batas ng electrodynamics na may ilang mga pagpapalagay upang ipaliwanag ang paggalaw ng isang electron lamang. sa hydrogen atom. Para sa mas kumplikadong mga sistema na may malaking bilang ng mga electron, ang teoryang ito ay hindi katanggap-tanggap. Ito ay isang kinahinatnan ng mas pangkalahatang mga batas ng quantum.

G. Corpuscular-wave dualism.

Sa klasikal na mekanika, dalawang uri ng paggalaw ang isinasaalang-alang: galaw ng katawan na may lokalisasyon ng isang gumagalaw na bagay sa bawat punto ng trajectory sa isang tiyak na punto ng oras at galaw ng alon , na-delocalize sa espasyo ng medium. Para sa mga micro-object, imposible ang naturang delimitation ng paggalaw. Ang tampok na ito ng paggalaw ay tinatawag na wave-particle duality.

Dalalidad ng wave-particle – ang kakayahan ng isang microparticle, pagkakaroon ng mass, laki at singil, upang sabay-sabay na ipakita ang mga katangian na katangian ng mga alon, halimbawa, ang kakayahan sa diffraction. Depende sa kung anong mga katangian ng mga particle ang pinag-aaralan, ipinapakita nila ang alinman sa isa o iba pang mga katangian.

Ang may-akda ng ideya ng corpuscular-wave dualism ay A. Einstein , na nagmungkahi na isaalang-alang ang quanta ng electromagnetic radiation - mga photon - bilang mga particle na gumagalaw sa bilis ng liwanag, na mayroong zero rest mass. Ang lakas nila E = mc 2 = hν = hc / λ ,

saan m ay ang masa ng photon, kasama ay ang bilis ng liwanag sa vacuum, h- Ang pare-pareho ng Planck, ν - dalas ng radiation, λ - haba ng daluyong.

Noong 1924 ang French physicist Louis de Broglie isulong ang ideya na ang wave nature ng propagation, na itinatag para sa mga photon, ay may unibersal na karakter. Dapat itong lumitaw para sa anumang mga particle na may momentum. Ang lahat ng mga particle na may isang may hangganang momentum , ay may mga katangian ng alon, sa partikular, ay napapailalim sa panghihimasok at diffraction .

Formula de Broglie nagtatatag ng dependence ng wavelength na nauugnay sa isang gumagalaw na particle ng matter sa momentum ng particle:

saan ang masa ng butil, ay ang bilis nito, - Ang pare-pareho ni Planck . Ang mga alon na pinag-uusapan ay tinatawag na de Broglie waves. Formula de Broglie eksperimento na nakumpirma ng mga eksperimento sa pagkakalat ng mga electron at iba pang mga particle sa mga kristal at sa pagpasa ng mga particle sa pamamagitan ng mga sangkap. Ang isang tanda ng proseso ng alon sa lahat ng naturang mga eksperimento ay ang pattern ng diffraction ng pamamahagi ng mga electron (o iba pang mga particle) sa mga receiver ng particle.

Waves de Broglie ay may tiyak na katangian na walang pagkakatulad sa mga wave na pinag-aralan sa klasikal na pisika: ang squared modulus ng de Broglie wave amplitude sa isang partikular na punto ay isang sukatan ng posibilidad na ang isang particle ay nakita sa puntong iyon. Ang mga pattern ng diffraction na sinusunod sa mga eksperimento ay isang manipestasyon ng isang regular na istatistika, ayon sa kung saan ang mga particle ay nahuhulog sa ilang mga lugar sa mga receiver - kung saan ang intensity ng de Broglie wave ay pinakamalaki. Ang mga particle ay hindi matatagpuan sa mga lugar kung saan, ayon sa istatistikal na interpretasyon, ang parisukat ng modulus ng amplitude ng "probability wave" ay naglalaho.

Ang teoryang ito ay minarkahan ang simula ng pagbuo ng quantum mechanics. Sa kasalukuyan, ang konsepto ng wave-particle duality ay makasaysayang interes lamang, dahil ito ay nagsilbi lamang bilang isang interpretasyon, isang paraan upang ilarawan ang pag-uugali ng mga quantum object, pagpili ng mga pagkakatulad mula sa klasikal na pisika para dito. Sa katunayan, ang mga bagay na quantum ay hindi mga klasikal na alon o mga klasikal na particle, na nakakakuha ng mga katangian ng una o huli lamang sa ilang pagtataya.

E. Ang prinsipyo ng kawalan ng katiyakan ni Heisenberg.

Noong 1927 isang German theoretical physicist AT. Heisenberg binuo ang prinsipyo ng kawalan ng katiyakan, na binubuo sa pangunahing imposibilidad ng sabay-sabay na tumpak na pagtukoy sa posisyon ng isang microparticle sa espasyo at ang momentum nito:

Δ px · Δ x ≥ h/ 2π,

kung saan ∆ px = m Δ vx x - kawalan ng katiyakan (error sa pagpapasiya) ng momentum ng micro-object sa kahabaan ng coordinate X; Δ x- kawalan ng katiyakan (error sa pagpapasiya) ng posisyon ng micro-object kasama ang coordinate na ito.

Kaya, mas tiyak ang bilis ay tinutukoy, mas kaunti ang nalalaman tungkol sa lokasyon ng particle, at kabaliktaran.

Samakatuwid, para sa isang microparticle (sa kasong ito, isang elektron), ang konsepto ng tilapon ng paggalaw ay nagiging hindi katanggap-tanggap, dahil nauugnay ito sa mga tiyak na coordinate at momentum ng particle. Maaari lamang nating pag-usapan ang posibilidad na mahanap ito sa ilang lugar ng espasyo.

Nagkaroon ng paglipat mula sa "mga orbit ng paggalaw" ng mga electron, na ipinakilala ni Bohr, sa konsepto mga orbital – mga rehiyon ng espasyo kung saan ang posibilidad ng pagkakaroon ng mga electron ay pinakamataas.

3. Istraktura ng mga shell ng elektron.

Ang electron shell ng atom – rehiyon ng espasyo kung saan malamang na matatagpuan ang mga electron, na nailalarawan sa parehong halaga ng pangunahing quantum number n at, bilang isang resulta, matatagpuan sa malapit na antas ng enerhiya. Ang bilang ng mga electron sa bawat shell ng elektron ay hindi lalampas sa isang tiyak na pinakamataas na halaga.

Ang electron shell ng atom – ito ay isang koleksyon atomic orbitals na may parehong halaga ng principal quantum number n.

a) Ang konsepto ng atomic orbital.

atomic orbital – ito ay isang one-electron function ng alon sa spherically simetriko electric field ng atomic nucleus, na ibinigay ng pangunahing n, orbital l at magnetic m quantum number.

1) function ng alon - isang kumplikadong function na naglalarawan sa estado ng isang quantum mechanical system. (Ang hydrogen atom ay kinuha bilang ang pinakasimpleng quantum system. Ito ay batay sa lahat ng mga kalkulasyon na may kaugnayan sa wave function ay ginawa.)

Ang pinakamahalaga ay ang pisikal na kahulugan ng pag-andar ng alon. Binubuo ito ng mga sumusunod:

« density ng posibilidad Ang lokasyon ng isang particle sa isang partikular na punto sa espasyo sa isang partikular na oras ay itinuturing na katumbas ngparisukat ganap na halagawave function ng estadong ito sa representasyon ng coordinate.

Ang wave function ng system A ng mga particle ay naglalaman ng mga coordinate ng lahat ng mga particle: ψ(1,2,...,A, t).

Ang parisukat ng modulus ng wave function ng isang indibidwal na particle |ψ(,t)|2 = ψ*(,t)ψ(,t) ay nagbibigay ng posibilidad na makakita ng particle sa oras t sa isang punto sa espasyo na inilarawan ng coordinates , ibig sabihin, |ψ(,t) |2dv ≡ |ψ(x, y, z, t)|2dxdydz ay ang posibilidad na makahanap ng particle sa isang rehiyon ng espasyo na may volume ng dv = dxdydz sa paligid ng puntong x, y, z. Katulad nito, ang posibilidad na makahanap ng system A ng mga particle na may coordinate 1,2,...,A sa volume element ng isang multidimensional space sa oras na t ay ibinibigay ng |ψ(1,2,...,A, t )|2dv1dv2...dvA .

Ang prinsipyo ng kawalan ng katiyakan ng Heisenberg ay nagpapataw ng ilang mga limitasyon sa katumpakan ng pagkalkula ng function ng wave.

Ang halaga ng wave function ay matatagpuan sa pamamagitan ng paglutas ng tinatawag na Mga equation ng Schrödinger.

2) Schrödinger equation - equation na naglalarawan ng pagbabago sa espasyo at oras puro (quantum) na estado , binigay function ng alon.

Ito ay iminungkahi noong 1926 ng isang German physicist E. Schrödinger upang ilarawan ang estado ng isang electron sa isang hydrogen atom.

3) Ginagawang posible ng pisikal na kahulugan ng function ng wave na maunawaan ang geometric na kahulugan ng atomic orbital, na ang mga sumusunod:

"Ang atomic orbital ay isang rehiyon ng espasyo na napapalibutan ng isang ibabaw na may pantay na densitymga probabilidadosingilin. Ang probability density sa ibabaw ng hangganan ay pinili batay sa problemang nalutas, ngunit, kadalasan, sa paraang ang posibilidad na makahanap ng isang electron sa isang limitadong lugar ay nasa saklaw na 0.9 - 0.99 "

4) quantum number – ito ang mga numerong tumutukoy sa hugis ng orbital, enerhiya at angular na momentum ng elektron.

Ang pangunahing quantum number n maaaring kumuha ng anumang positibong integer na halaga, simula sa isa ( n= 1,2,3, … ∞) at tinutukoy ang kabuuang enerhiya ng isang electron sa isang partikular na orbital (level ng enerhiya):

Enerhiya para sa n= ∞ tumutugma sa single electron ionization energy para sa isang naibigay na antas ng enerhiya.

Tinutukoy ng orbital quantum number (tinatawag ding azimuthal o complementary quantum number) angular momentum electron at maaaring kumuha ng mga halaga ng integer mula 0 hanggang n - 1 (l = 0,1, …, n - 1). angular momentum ay ibinibigay ng ratio

Ang mga atomic orbital ay karaniwang pinangalanan ayon sa pagtatalaga ng titik ng kanilang orbital number:

Ang mga pagtatalaga ng titik ng atomic orbitals ay nagmula sa paglalarawan ng mga spectral na linya sa atomic spectra: s (matalas) ay isang matalim na serye sa atomic spectra, p (punong-guro)- bahay, d (nagkakalat) - nagkakalat, f (Pangunahin) ay pangunahing.

· Magnetic na quantum number ml

Ang paggalaw ng isang elektron sa isang saradong orbit ay nagiging sanhi ng paglitaw ng isang magnetic field. Ang estado ng electron, dahil sa orbital magnetic moment ng electron (bilang resulta ng orbital motion nito), ay nailalarawan sa ikatlong quantum number - magnetic ml. Ang quantum number na ito ay nagpapakilala sa oryentasyon ng orbital sa espasyo, na nagpapahayag ng projection ng orbital angular momentum sa direksyon ng magnetic field.

Ayon sa oryentasyon ng orbital na may kaugnayan sa direksyon ng vector ng panlabas na magnetic field, ang magnetic quantum number ay maaaring tumagal sa mga halaga ng anumang mga integer, parehong positibo at negatibo, mula -l hanggang +l, kabilang ang 0, ibig sabihin, sa kabuuang (2l + 1) na mga halaga. Halimbawa, para sa l = 0, ml= - 1, 0, +1.

kaya, ml nailalarawan ang halaga ng projection ng vector ng orbital angular momentum sa napiling direksyon. Halimbawa, ang isang p-orbital sa isang magnetic field ay maaaring i-orient sa espasyo sa 3 magkaibang posisyon. [ 9. 55]

5) Mga shell.

Ang mga shell ng elektron ay tinutukoy ng mga titik K, L, M, N, O, P, Q o mga numero mula 1 hanggang 7. Ang mga sublevel ng shell ay tinutukoy ng mga titik s, p, d, f, g, h, i o mga numero mula 0 hanggang 6. Ang mga electron ng mga panlabas na shell ay may mas maraming enerhiya, at, kung ihahambing sa mga electron ng mga panloob na shell, ay mas malayo mula sa nucleus, na ginagawang mas mahalaga ang mga ito sa pagsusuri ng pag-uugali ng isang atom sa mga reaksiyong kemikal at sa papel na ginagampanan ng isang konduktor, dahil ang kanilang koneksyon sa core ay mas mahina at mas madaling masira.

6) Mga sublevel.

Ang bawat shell ay binubuo ng isa o higit pang mga sublevel, na ang bawat isa ay binubuo ng atomic orbitals. Halimbawa, ang unang shell (K) ay binubuo ng isang sublevel na "1s". Ang pangalawang shell (L) ay binubuo ng dalawang sublevel, 2s at 2p. Ang ikatlong shell ay mula sa "3s", "3p" at "3d".

Upang ganap na ipaliwanag ang istraktura ng mga shell ng elektron, kinakailangang i-highlight ang sumusunod na 3 napakahalagang probisyon:

1) Prinsipyo ni Pauli.

Ito ay binuo ng Swiss physicist na si W. Pauli noong 1925. Ito ay ang mga sumusunod:

Ang isang atom ay hindi maaaring magkaroon ng dalawang electron na may parehong mga katangian.

Sa katunayan, ang prinsipyong ito ay mas mahalaga. Nalalapat ito sa lahat ng mga fermion.

2) Ang prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya.

Sa isang atom, ang bawat elektron ay matatagpuan upang ang enerhiya nito ay minimal (na tumutugma sa pinakamalaking bono nito sa nucleus).

Dahil ang enerhiya ng isang electron sa ground state ay tinutukoy ng pangunahing quantum number n at ang pangalawang quantum number l, kung gayon ang mga sublevel na iyon ay unang napunan kung saan ang kabuuan ng mga halaga ng quantum number n at l ay ang pinakamaliit. .

Batay sa mga ito Sa unang pagkakataon noong 1961, bumalangkas siya ng pangkalahatang posisyon na nagsasabi na:

Ang isang electron sa ground state ay sumasakop sa isang antas na hindi may pinakamababang halagan, at may pinakamaliit na halaga ng kabuuann+ l.

3) Ang tuntunin ni Gund.

Para sa halagang itol(ibig sabihin, sa loob ng isang partikular na sublevel), ang mga electron ay nakaayos sa paraang ang kabuuang pag-ikot ay pinakamataas.

Kung, halimbawa, kinakailangan na ipamahagi ang tatlong electron sa tatlong p-cell ng isang nitrogen atom, kung gayon ang bawat isa ay matatagpuan sa isang hiwalay na cell, ibig sabihin, ilalagay sa tatlong magkakaibang p-orbitals:

natuklasan:

1) Ang paggalaw at katangian ng isang electron ay hindi maaaring ilarawan ng mga klasikal na batas ng mechanics at electrodynamics. Ang elektron ay maaari lamang ilarawan sa loob ng balangkas ng quantum physics.

2) Ang elektron ay walang malinaw na orbit ng pag-ikot. Sa paligid ng nucleus mayroong isang electron "cloud", kung saan ang electron ay matatagpuan sa anumang punto sa espasyo sa anumang oras.

3) Ang isang elektron ay may mga katangian ng isang particle at isang alon.

4) Mayroong iba't ibang pisikal at mathematical na pamamaraan para sa paglalarawan ng mga katangian ng isang electron.

5) Atomic orbitals, na ang bawat isa ay binubuo ng hindi hihigit sa 2 electron, ang bumubuo sa electron shell ng atom, ang mga electron na nakikilahok sa pagbuo ng interatomic bond sa mga molekula.

Konklusyon.

Sa paaralan, sa paunang yugto, hindi nila ganap na ibinubunyag ang tunay na ideya ng istraktura ng isang atom, isang elektron. Upang mas maunawaan ang istraktura nito, kinakailangan na pag-aralan ang karagdagang literatura. At ang mga interesado sa paksang ito ay may bawat pagkakataon na palalimin ang kanilang kaalaman, at kahit na mag-ambag sa kaalaman ng microparticle.

Ang paunang kaalaman tungkol sa mga batas ng pisika ay hindi sapat upang ganap na ilarawan ang mga bagay ng microworld, sa kasong ito, mga electron.

Kung walang pag-unawa sa mga pundasyon ng uniberso, ang mga pangunahing konsepto ng microworld, imposibleng maunawaan ang macro at mega world na nakapaligid sa atin.

Bibliograpiya

1. Wikipedia. Artikulo "Atomic Orbital".

2. Wikipedia. "Wave Function".

3. Wikipedia. Artikulo "Pagtuklas ng elektron".

4. Wikipedia. Artikulo "Mga Postulate ni Bohr".

5. Wikipedia. "Ang Schrödinger Equation".

6. Wikipedia. Artikulo "Electron".

7. , . Reader sa physics: isang aklat-aralin para sa mga mag-aaral "p. 168: Mula sa artikulo ni N. Bohr "Sa istraktura ng atom at mga molekula." Unang bahagi. "Pagbubuklod ng mga electron sa pamamagitan ng isang positibong nucleus".

8. Kagawaran ng MITHT. Mga batayan ng istraktura ng bagay.

9. , . Mga simula ng kimika.

Appendix 1

1. Sir Joseph John Thomson(Disyembre 18, 1856 - Agosto 30, 1940) - English physicist na natuklasan ang electron, nagwagi ng Nobel Prize sa Physics noong 1906. Karamihan sa kanyang mga gawa ay nakatuon sa mga electrical phenomena, ngunit mas kamakailan, lalo na sa pagpasa ng kuryente sa pamamagitan ng mga gas, sa pag-aaral ng X-ray at Becquerel.

2. Charles Thomson Reese Wilson(Pebrero 14, 1869, Glencore - Nobyembre 15, 1959, Carlops, isang suburb ng Edinburgh) - Scottish physicist, para sa pagbuo ng cloud chamber na pinangalanan sa kanya, na nagbigay ng "isang paraan ng visual detection ng mga tilapon ng mga particle na may kuryente. sa pamamagitan ng vapor condensation", ginawaran si Wilson noong 1927 (kasama si Arthur Compton) Nobel Prize sa Physics.

3. Ernest Rutherford(Agosto 30, 1871, Spring Grove - Oktubre 19, 1937, Cambridge) - British physicist na pinanggalingan ng New Zealand. Kilala bilang "ama" ng nuclear physics, nilikha niya ang planetaryong modelo ng atom. Nagwagi ng Nobel Prize sa Chemistry noong 1908.

4. Niels Henrik David Bohr(Oktubre 7, 1885, Copenhagen - Nobyembre 18, 1962, Copenhagen) - Danish na theoretical physicist at public figure, isa sa mga tagapagtatag ng modernong pisika. Nobel Prize sa Physics (1922). Siya ay miyembro ng higit sa 20 akademya ng mga agham ng mundo, kabilang ang isang dayuhang honorary member ng Academy of Sciences ng USSR (1929; isang kaukulang miyembro mula 1924).

Si Bohr ay kilala bilang tagalikha ng unang quantum theory ng atom at isang aktibong kalahok sa pagbuo ng mga pundasyon ng quantum mechanics. Gumawa din siya ng isang makabuluhang kontribusyon sa pag-unlad ng teorya ng atomic nucleus at nuclear reactions, ang mga proseso ng pakikipag-ugnayan ng elementarya na mga particle sa kapaligiran.

5. Albert Einstein Marso 14, 1879, Ulm, Württemberg, Germany - Abril 18, 1955, Princeton, New Jersey, USA) - theoretical physicist, isa sa mga tagapagtatag ng modernong teoretikal na pisika, nagwagi ng Nobel Prize sa physics noong 1921, humanist public figure. Nanirahan sa Germany (1879-1893, 1914-1933), Switzerland (1893-1914) at USA (1933-1955). Honorary doctor ng humigit-kumulang 20 nangungunang unibersidad sa mundo, isang miyembro ng maraming Academies of Sciences, kabilang ang isang dayuhang honorary member ng USSR Academy of Sciences (1926). May-akda ng maraming libro at artikulo. May-akda ng pinakamahalagang pisikal na teorya: Pangkalahatang Relativity, Quantum Theory ng Photoelectric Effect, atbp.

6. Raymond, ika-7 Duke ng Broglie, mas kilala bilang Louis de Broglie(Agosto 15, 1892, Dieppe - Marso 19, 1987, Louveciennes) - French theoretical physicist, isa sa mga tagapagtatag ng quantum mechanics, Nobel Prize sa Physics para sa 1929, miyembro ng French Academy of Sciences (mula noong 1933) at permanenteng sekretarya nito (mula noong 1942) taon), miyembro ng French Academy (mula noong 1944).

Si Louis de Broglie ang may-akda ng mga gawa sa mga pangunahing problema ng quantum theory. Siya ay nagmamay-ari ng hypothesis tungkol sa mga katangian ng alon ng mga materyal na particle (de Broglie waves o matter waves), na minarkahan ang simula ng pag-unlad ng wave mechanics. Iminungkahi niya ang orihinal na interpretasyon ng quantum mechanics, binuo ang relativistic theory ng mga particle na may arbitrary spin, sa partikular na mga photon (ang neutrino theory of light), na tumatalakay sa radiophysics, classical at quantum field theories, thermodynamics at iba pang sangay ng physics.

7. Werner Karl Heisenberg(Aleman Disyembre 5, 1901, Würzburg - Pebrero 1, 1976, Munich) - German theoretical physicist, isa sa mga tagapagtatag ng quantum mechanics. Nobel Prize sa Physics (1932). Miyembro ng ilang akademya at siyentipikong lipunan sa mundo.

8. Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger(Agosto 12, 1887, Vienna - Enero 4, 1961, ibid) - Austrian theoretical physicist, isa sa mga tagapagtatag ng quantum mechanics. Nobel Prize sa Physics (1933). Miyembro ng isang bilang ng mga akademya ng mga agham sa mundo, kabilang ang isang dayuhang miyembro ng USSR Academy of Sciences (1934).

Si Schrödinger ay nagmamay-ari ng ilang pundamental na resulta sa larangan ng quantum theory, na naging batayan ng wave mechanics: binabalangkas niya ang mga wave equation (stationary at time-dependent Schrödinger equation), binuo ang wave-mechanical perturbation theory, at nakakuha ng mga solusyon sa isang bilang ng mga tiyak na problema. Iminungkahi ni Schrödinger ang isang orihinal na interpretasyon ng pisikal na kahulugan ng function ng wave. Siya ang may-akda ng maraming mga gawa sa iba't ibang larangan ng pisika: statistical mechanics at thermodynamics, dielectric physics, color theory, electrodynamics, general relativity at cosmology; gumawa siya ng ilang mga pagtatangka upang bumuo ng isang pinag-isang teorya ng larangan.

Fermion- ayon sa mga makabagong ideyang siyentipiko: elementarya na mga particle na bumubuo sa bagay. Kabilang sa mga fermion ang mga quark, electron, muon, tau-lepton, neutrino. Sa physics, isang particle (o quasi-particle) na may half-integer spin. Nakuha nila ang kanilang pangalan bilang parangal sa physicist na si Enrico Fermi.

Mga Lepton- fermion, iyon ay, ang kanilang spin ay 1/2. Ang mga lepton, kasama ang mga quark, ay bumubuo ng isang klase ng mga pundamental na fermion - mga particle na bumubuo sa materya at kung saan, gaya ng nalalaman, ay walang panloob na istraktura.

Line spectrum ng hydrogen(o Spectral series ng hydrogen) - isang hanay ng mga parang multo na linya na nagreresulta mula sa paglipat ng mga electron mula sa alinman sa mas mataas na nakatigil na antas patungo sa isang mas mababang antas, na siyang pangunahing para sa seryeng ito.

Angular na sandali − isang dami na nakadepende sa kung gaano karaming masa ng isang partikular na katawan ang umiikot, kung paano ito ibinahagi kaugnay sa axis ng pag-ikot, at kung gaano kabilis ang pag-ikot.

matatag na estado ay ang estado ng isang quantum system kung saan ang enerhiya nito at iba pang mga dinamikong dami na nagpapakilala sa quantum state ay hindi nagbabago.

estado ng quantum- anumang posibleng estado kung saan maaaring maging ang isang quantum system.

Sa wave mechanics, ito ay inilalarawan ng isang wave function.