الکترون

الکترون جزئي از اتم است که واجد چارج منفي و مخالف چارج پرتون مي باشد. مقدار برق هر الکترون 19-10 * 1,6 کولن است . کتله آن برابر1837 پرتون يا هسته هيدرژن ميباشد.

الکترون از نظر تاريخي :

يکي ازنقاط مهم طرح ماده عمومي و کلي در قرن بيستم تجزيه ماده است به عناصر تشکيل دهنده خود که به مراتب ازاتمها کوچکترند. در قرن نوزدهم ميلادي تئوري اتمي ماده تکوين يافت و مورد پذيرش اهل فن قرار گرفت و بر حسب آن عناصر کیمیاوی مرکب از اتمهاي مشخص ويک نوع و يک شکل شناخته شدند که ترکيب آنها بطريق مختلف موجب پيدايش عکس العملهاي گوناگون کیمیاوی و اجسام مختلف است.

در قرن بيستم تجزيه هر يک از اين اتمهانيز به عمل آمد و نشان داده شد که هر اتم واجد اجزاي کوچکي است که يکي از آن اجزاء الکترون منفي و به عبارت مختصر الکترون است ; و اين جزء نخستين جزء اتم بود که با اين خصوصيات کشف شد.اولين اطلاع ما بر اجزاي کوچک (از جهت اندازه کتله ) و تشکيل دهنده اتمها براثر مطالعه اشعه کاتديک در وقت تخليه برقی از لوله هاي تخليه شده از هوا بعمل آمد.

در اواخر قرن نوزدهم ميلادي بحثي بين فيزيکدانان جريان داشت مبني بر اينکه آيا اشعه کاتوديک امواجي هستند که در مسير خود به حرکت در مي آيند يا جزئي از اجزاي بسيار کوچک مادي اند. کار تامسن در حدود 1897 م . و نيز تجربيات فيزيکدانان ديگر تا حدي موافق جريان اجزاي کوچک مادي بودن آن بود که مطالعات وسيع بعدي احتمال فوق را برکنار گذاشت و عقيده اهل فن را به آنجا کشانيد که همه متفقاً بگويند اشعه کاتديک از اجزاي اتم ساخته شده اند و اجزاي اتم نيز بدون توجه به مبداء توليد يا وسيله توليد همگي واجد يک نسبت کتله اند و اين نسبت مساوي 1837 کتله هسته هيدروژن است.نتيجه آزمايشهاي متعدد شکي باقي نگذاشت که بگويند هر اتم واجد اجزائي است که يکي از آنها «الکترون » ميباشد.

در حدود10 تا 15 سال بعد بموازات عمل و تجربه به روي کتله الکترونها دانسته شد که چارجهاي برقی در برق از واحدهاي صلبي به نام الکترون ، ساخته شده اند اين نتيجه از يک طرف و تجربه روي الکترونهاي منفي بعنوان اجزاي اتم يا کتله بسيار کوچک معين از طرف ديگر موجب شد که در اتمها خنثي از جهت برقی بگويند که آنها بايد داراي جزئي با چارج مثبت نيز باشند تا سرانجام فعل و انفعالهاي برقی اين دو نتيجه اتم خنثي دهد.

اين مطلب بوسيله «سر ارنست رادرفورد» مورد دقت قرار گرفت و محل آن جزء به روي هسته اتم تعيين گرديد.با توجه به اين مقدمات نتيجه آن ميشود که هر الکترون داراي دو معني است.

بموجب يک معني الکترون يک واحد برقی است و واجد يک چارج برقی اعم از مثبت يا منفي مي باشد. اين معني اول بار از طريق استوني در سال 1881 م . مورد بحث قرار گرفت ; در معني ديگر الکترون جزء بسيار کوچکي با کتله خاص و معيني است که حامل چارج برقی مشخص است و از جهت اندازه و شکل هندسي بسيار کوچک مي باشد.

در سال 1932 م . اندرسون اعلام کرد که در تجزيه اتمي به اجزا با چارج مثبت ، به همان کيفيت الکترونهاي منفي برخورده است و اين اجزاء که با چارج مثبت اند بنام پوزيترون معرفي شدندو در اشعه کيهاني يافته ميشوند.

الکترون مثبت از اين به بعد جاي خود را در فيزيک بموازات الکترون منفي باز کرد و بصورت يکي از واحدهاي مقدماتي درآمد.قبل از 1927 م . مدارک تجربي با اين انديشه همراه بود که الکترونها اجزاي بسيار کوچک مادي اند که حامل چارج برقی مي باشند و بي آنکه شکل آنها معين شده باشد (چون مدرکي به دست نبود شکل الکترونها کروي فرض مي شد) يا اندازه آنها مشخص باشد، بطور کلي مي گفتند که آنها خيلي کوچکتر از اتمها اند.

بر حسب اين نظرچارج منفي گرفتن يک جسم اينطور تعبير مي شد: جسم مزبور مقداري الکترون منفي گرفته است ; و يا بالعکس چارج مثبت داشتن بمعني از دست دادن مقداري الکترون منفي بود و با اين نظر کتله جسم با چارج منفي زيادتر از کتله اجسام با چارج مثبت مي شد، منتها تفاوت آنقدر کوچک مي نمود که قابل ذکر نبود. به سال 1927 م . آزمايش معروفي روي پراکندگي الکتروني بر سطح بلورين انجام گرفت و بر حسب اين آزمايش معلوم شد که عمل اشعه الکتروني همان عمل اشعه X مي باشد و برحسب کميت قابل بيان است ، يعني طول موج آنها عکس سرعت مفروض الکترونهاست.

بر اثر اين آزمايش دوچارجه بحث معروف اوايل قرن بيستم در بين فيزيکدانان زنده شد مبني بر اينکه آيا اشعه کاتديک موجند يا جريان اجزاي بسيار کوچک ماده ؟ فرق بحث در اين دوره با بحث در اوايل قرن بيستم آن بود که دراوايل قرن بيستم سخن تعبيري در باره چند حقيقت شناخته شده بود در حالي که پس از 1927 م . بعکس بحث بر تناقضي دور مي زد که از همه جانب آشکارا و معلوم فيزيکدانان بود.

سرانجام حل آن در مکانيک کوانتوم بدست آمد و مشکل گشوده شد. آنچه لازم به ذکر است آن است که يک الکترون همواره بايد بر حسب خواص و عمل خود در تحت شرايط مختلف تعريف و توصيف شود و خواص اساسي آن عبارت از چارج و کتله و طول موج است .