Elektron

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Elektron
En stråle af elektroner afbøjes i en cirkel af et magnetfelt
En stråle af elektroner afbøjes i en cirkel af et magnetfelt
Klassificering
Elementarpartikel
Fermion
Lepton
Generelle egenskaber
Generation Første
Interaktion(er) Gravitation, Svag kernekraft og Elektromagnetisme
Symbol e-
Antipartikel Positron
Fysikke egenskaber
Masse 510,998 918 (44) keV/c²
Elektrisk ladning -1,6 × 10-19 C
Magnetisk moment −1.00115965218111 μB
Spin 1/2
Levetid Stabil
Historie
Forudsagt Stoney (1874)
Opdagelse Thomson (1897)[1]

En elektron er en subatomar elementarpartikel. Den har en negativ elektrisk ladning på ca. -1,6 × 10-19 coulomb og en masse9,109 × 10-31 kg (0,51 MeV/c²), eller 0,000549 u (unit).

Elektronen bliver almindeligvis betegnet e-. Elektronens antipartikel er positronen (e+) som er identisk med elektronen, men har en positiv elektrisk ladning.

Atomer består af en kerne af protoner og neutroner med elektroner omkring sig, hvis bedste beskrivelse er tredimensionnelle stående bølger i rumtiden. Elektroner har mindre masse end de to andre partikler; en proton har en masse, der er ca. 1.800 gange så stor som en elektrons.

Når elektroner forsøges sendt igennem meget små ledninger viser det sig, at elektroner også her opfører sig som kvantebølger.[2]

Elektroner tilhører en klasse af subatomare partikler kaldet leptoner, som formodes at være fundamentale. Elektronen har spin 1/2, som medfører at den er en fermion, dvs. opfylder Paulis udelukkelsesprincip og Fermi-Dirac statistikken.

Historie[redigér | redigér wikikode]

Niels Bohrs atommodel med eksempel på elektronernes baner omkring atomkernen

Elektronen blev opdaget af J.J. Thomson i 1897 i Cavendish Laboratoriet ved Cambridge Universitet ved undersøgelse af "katodestråler". Thomson bestemte forholdet mellem elektronens masse og ladning ved at se på katodestrålernes afbøjning i et magnetfelt.

I 1910 målte Robert Andrews Millikan elektronens ladning ved at få oliedråber til at svæve i et elektrisk felt. Dermed var både elektronens ladning og masse bestemt.

I 1913 publicerede danskeren Niels Bohr en model af atom-strukturen, hvor han introducerende teorien om elektroner som bevæger sig i baner omkring atomets kerne, hvor grundstoffets kemiske egenskaber i stor udstrækning afgøres af elektronerne i de ydre baner. Denne beskrivelse er senere blevet kendt som Bohr modellen.

I 2008 lykkedes det for nogle forskere at filme en elektrons energifordeling, mens den red på en lysbølge. [3]

Hver gang vi har ændret opfatning af elektroners væsen, har grunden været lagt for en ny teknologi. Dengang elektroner blev opfattet som små planeter i et miniature-solsystem, opfandt man den elektriske motor, lyspærer og telefonen. Da man gik over til at se på elektroner som udgangspunkt for stråling, fik man opfindelser med navn efter radiation (engelsk for "stråling"), som radio og radar. I foreløbig sidste runde, hvor man har opdaget elektronernes evne til at teleportere (forsvinde for så at dukke op igen et helt andet sted), fik vi datamaskinen, computeren. [4]

Tekniske detaljer[redigér | redigér wikikode]

Elektronen modelleres i kvantemekanik med Dirac-ligningen.

Elektricitet[redigér | redigér wikikode]

Når elektroner flytter sig fri af atomkernen, og når der er et nettoflow, kaldes dette flow for elektricitet eller en elektrisk strøm. Elektrisk ladning kan direkte måles med et elektrometer. Elektrisk strøm kan direkte måles med et galvanometer (amperemeter).

Såkaldt "statisk elektricitet" er ikke en elektronstrøm. Det kaldes mere korrekt for "statisk ladning", det skyldes et overskud eller underskud af elektroner i forhold til positive kernepartikler (protoner):

  • Når der er et overskud af elektroner, siges objektet at være "negativt ladet".
  • Når der er et underskud af elektroner, siges objektet at være "positivt ladet".
  • Når antallet af elektroner og antallet af protoner er ens, siges objektet at være elektriskt "neutralt".

Kilder/referencer[redigér | redigér wikikode]

  1. Ramskov, Jens (17. september 1999). "Elektronen: Historien om lille e-". Ingeniøren. http://ing.dk/artikel/26486-elektronen-historien-om-lille-e. Hentet 9. maj 2011. 
  2. University of Groningen (2013, August 29). Why electrons pass through very tiny wires less smoothly than expected: Light shed on 20-year-old mystery. ScienceDaily Citat: "...Electrons that flow through the wire behave like quantum waves. 'They bash against the walls, and sometimes reflect from the flanks of the mountain pass. They also sense each other's presence.' This results in a complex interaction of various physical phenomena. 'We call this "many body physics." It is very complex..."
  3. 27. feb 2008, Ing.dk: Video: Verdens første billede af en elektron Citat: "...Filmen er i virkeligheden elektronens energifordeling gennem et kort stykke tid, og altså ikke en rigtig filmoptagelse i gængs forstand..."
  4. David Bodanis: Electric universe (s. 151), forlaget Little Brown, ISBN 0-316-86182-0

Se også[redigér | redigér wikikode]

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons har medier relateret til: