再从这个碰撞过程去推测把粒子维系在一起的作用力
栏目:行业资讯 发布时间:2024-02-09
电子(Electron)是一种带有负电的亚原子粒子,通常标记为。电子属于轻子类,以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,即其无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根据泡利不相容原理,任何两个电子都不能处于同样的状态。

电子(Electron)是一种带有负电的亚原子粒子,通常标记为。电子属于轻子类,以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。

轻子是构成物质的基本粒子之一,即其无法被分解为更小的粒子。

电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根据泡利不相容原理,任何两个电子都不能处于同样的状态。电子的反粒子是正子,其质量、自旋、带电量大小都与电子相同,但是电量正负性与电子相反。电子与正子会因碰撞而互相湮灭,在这过程中,创生一对以上的光子。

但是电子并非基本粒子100多年前,当美国物理学家RobertMillikan首次通过实验测出电子所带的电荷为1.602E-19C后,这一电荷值变被广泛看作为电荷基本单元。然而如果按照经典理论,将电子看作“整体”或者“基本”粒子,将使我们对电子在某些物理情境下的行为感到极端困惑,比如当电子被置入强磁场后出现的非整量子霍尔效应。为了解决这一难题,1980年,美国物理学家RobertLaughlin提出一个新的理论解决这一迷团,该理论同时也十分简洁地诠释了电子之间复杂的相互作用。

然而接受这一理论确是要让物理学界付出“代价”的:由该理论衍生出的奇异推论展示,电流实际上是由1/3电子电荷组成的。电子是物质的相对基本形式,同质子相比是一种相对单纯的存在,同质子不在一个级别,是质子的下一级别。通过撞击,电子可以产生任何形式的基本粒子。

质子、中子、电子各是由什么构成的?原子是由电子,质子和中子组成的,其中质子和中子组成小而致密的原子核,电子则围绕着原子核运动,在电子和原子核之间存在一个非常空旷的空间,因为和原子的大小比较起来,原子核的直径要小上千倍。这个图像早在20世纪初就被英国**物理学家卢瑟福建立了起来,因为他运用a粒子,也就是氦原子去掉电子后的裸核,去轰击很薄的金属箔片,发现只有大约八千分之一的几率被反弹回来,也就是说几乎全部氦核都畅通无阻地通过了金属箔片,由于氦核只有在和金属箔片的原子核直接发生碰撞,才会被反弹回来,所以这个结果只有一个解释,就是原子核非常地小而致密。

这个原子模型立刻带来了很多令人迷惑的问题。

首先是电子围绕原子核的运动的稳定性问题,由于电子和原子核的电荷相反,电子能够围绕原子核进行运动是可以理解的,但是根据经典电磁学,电子作为电荷,在运动时必定发射电磁辐射,从而不断放出能量,使得电子最终会坠落到原子核上面去,这个推论显然和原子结构的稳定性直接矛盾,这个问题被后来的量子力学完美解决。 但是还有另外一个更加困难的问题,就是既然中子和质子紧密堆积在一起构成原子核,而质子总是带正电荷,相同电荷之间会产生排斥力,要把多个质子紧密堆积起来,是靠什么力量来抵消掉随着距离减小而飞快增大的电荷斥力的呢?质子和中子之间,多个中子之间又是依靠什么力量沾接在一起的呢?人们为了得到这个答案,就只有从探测质子和中子本身的结构着手,因此大量地进行粒子碰撞实验,因为对于微观世界的粒子,人们**的直接探测手段,就是使劲地让各种粒子发生相互碰撞,然后再纪录下碰撞后被撞出来的碎片的所有可观测物理量,再从这个碰撞过程去推测把粒子维系在一起的作用力,以及粒子本身的可能结构。最终人们建立了质子与中子这类重型粒子的相互作用的理论,提出是一种称为强相互作用的百科力量把质子和中子沾接为一个致密的原子核的,而无论是质子还是中子,则是由一种迄今还没有被单独观测到的更加基本的粒子-夸克所构成的。

在西方哲学中,有一个学派通过寻找最小的构成单位来研究万物的起源。泰勒斯认为是:水,而其他人认为是:火。

到**,火、水、土气、以太都很难凑在一起。

然而,我们印象最深的其实是德谟克利特,他认为世界是由原子和虚空组成的。当然,他更多的是从哲学层面思考。他的原子其实和我们现在说的不一样。

但是,这些讨论至少提供了一个思路,即如果我们想知道万物的起源,可以从“构成万物的最小单位”入手。

138亿年前,也就是那个时候,宇宙中的所有物质都是从奇点奇点,大爆炸后开始的,也就是现在的宇宙和万物形成的时候。在宇宙历史的早期,整个宇宙处于高温状态。他会以一种快速膨胀的状态发展,它会留下一种叫做“辉光”的物质。

大爆炸理论准确地预言了这种辉光应该以微波的形式发展,处于可见状态。正如预期的那样,科学家利用轨道探测器**测量了宇宙微波回传存在的可能性,为大爆炸理论的正确性提供了事实依据。直到18、19世纪,科学家才奠定了以原子为基础的研究范式,但随着观测技术的发展,科学家发现原子是可以细分的,原子中存在电子和原子核。

相应的原子模型是经过多代科学家建立起来的。科学家近年来的实验证明,电子是可以完全细分的。在某些特殊条件下,电子可以分裂成磁性自旋和带电空穴。

另外,当一个电子与一个能量极高的反电子(电子的反物质)碰撞时,会产生夸克、胶子、轻子、光子、中微子等亚原子粒子。这种现象被称为“量子审查”,不同能量的电子会产生不同的粒子。

电子是构成原子的基本粒子之一,质量极小,带单位负电荷,不同的原子拥有的电子数目不同,例如,每一个碳原子中含有6个电子,每一个氧原子中含有8个电子。能量高的离核较远,能量低的离核较近。

通常将电子在离核远近不同的区域内运动称为电子的分层排布。

电子(Electron)是一种带有单位负电荷的亚原子粒子之一,通常标记为e⁻。电子属于轻子类,以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,即其无法被分解为更小的粒子。电子与正电子会因碰撞而互相排斥,在这过程中,创生一对以上的光子。

电子带负电,围绕原子核旋转,同一方向光速运动的电子相互作用力为零。**实验观测到电子由轨道子,自旋子,空穴子组成。电子带有1/2自旋,是一种费米子。

因此,根据泡利不相容原理,任何两个电子都不能处于同样的状态。电子的反粒子是正电子,其质量、自旋、带电量大小都与电子相同,但是带电正负性与电子相反;电子与正电子会因碰撞而互相湮灭,在这过程中,创生一对以上的光子(光子的质量比电子小得多,电子的质量:9.10938215(45)×10⁻³¹千克。

电子是最早发现的基本粒子,带负电,电量为1.602176634×10-19库仑,是电量的最小单元,质量为9.10956×10-31kg,常用符号e表示。
电子属于亚原子粒子中的轻子类。

轻子被认为是构成物质的基本粒子之一。

它带有1/2自旋,即又是一种费米子(按照费米—狄拉克统计)。

电子所带电荷为e=-1.6×10-19C(库仑),质量为9.11×10-31kg(0.51MeV/c2),能量为5.11×105eV,通常被表示为e⁻。电子的反粒子是正电子,它带有与电子相同的质量,能量,自旋和等量的正电荷(正电子的电荷为+1,负电子的电荷为-1)。
物质的基本构成单位——原子是由电子、中子和质子三者共同组成。

中子不带电,质子带正电,原子对外不显电性。相对于中子和质子组成的原子核,电子的质量极小。质子的质量大约是电子的1840倍。

当电子脱离原子核束缚在其它原子中自由移动时,其产生的净流动现象称为电流。各种原子束缚电子能力不一样,于是就由于失去电子而变成正离子,得到电子而变成负离子。



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