Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 53

  Полёты искусственных спутников Земли «Электрон»

Электро'н, редко употребляемое название магниевых сплавов . Под таким названием в 20-х гг. 20 в. появились первые промышленные магниевые сплавы на основе систем Mg — Al — Zn и Mg — Mn, содержащие до 10% Al, до 3% Zn и до 2,5% Mn.

Электро'н проводи'мости, электрон металлов и полупроводников, энергия которого находится в частично заполненной энергетической зоне (зоне проводимости, см. Твёрдое тело ). В полупроводниках при абсолютном нуле температуры электроны в зоне проводимости отсутствуют. Они появляются при повышении температуры, освещении, внедрении примесей и др. внешних воздействиях. В металлах всегда есть Э. п., и их концентрация велика. При Т = 0 К в металле Э. п. занимают все состояния с энергией, меньшей энергии Ферми. Свойства Э. п. удобно описывать в терминах кинетической теории газов, пользуясь понятиями длины свободного пробега, частоты столкновений и т. п. В полупроводниках, где число Э. п. относительно мало, газ Э. п. хорошо описывается классической Больцмана статистикой . В металлах Э. п. образуют вырожденную Ферми-жидкость .

Электро'н (символ е^- , e), первая элементарная частица, открытая в физике; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе. Э. — составная часть атомов ; их число в нейтральном атоме равно атомному номеру, т. е. числу протонов в ядре.

  Современные значения заряда (e) и массы (me ) Э. равны:

e = — 4,803242(14)×10^-10 ед. СГСЭ = — 1,6021892(46)×10^-19кулон ,

m_e = 0,9109534(47)×10^-27г = 0,5110034(14) Мэв/с²,

где с — скорость света в вакууме (в скобках после числовых значений величин указаны средние квадратичные ошибки в последних значащих цифрах). Спин Э. равен ¹ /₂ (в единицах Планка постоянной

  Установление существования Э. было подготовлено трудами многих выдающихся исследователей; в 1897 Э. был открыт Дж. Дж. Томсоном . Название «Э.» [первоначально предложенное английским учёным Дж. Стони (1891) для заряда одновалентного иона] происходит от греческого слова élektron, что означает янтарь. Электрический заряд Э. условились считать отрицательным в соответствии с более ранним соглашением называть отрицательным заряд наэлектризованного янтаря (см. Электрический заряд ). Античастица Э. — позитрон (e⁺ ) открыта в 1932.

  Э. участвует в электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействиях и проявляет многообразие свойств в зависимости от типа взаимодействий. В классической электродинамике Э. ведёт себя как частица, движение которой подчиняется Лоренца — Максвелла уравнениям . Понятие «размер Э.» не удаётся сформулировать непротиворечиво, хотя величину r = е² /т_ес² ~10^-13см принято называть классическим радиусом Э. Причину этих затруднений удалось понять в рамках квантовой механики. Согласно гипотезе де Бройля (1924), Э. (как и все другие материальные микрообъекты) обладает не только корпускулярными, но и волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм , Волны де Бройля ). Де-бройлевская длина волны Э. равна

  Движение Э. подчиняется уравнениям квантовой механики: Шрёдингера уравнению для нерелятивистских явлений и Дирака уравнению — для релятивистских. Опираясь на эти уравнения, можно показать, что все оптические, электрические, магнитные, химические и механические свойства веществ объясняются особенностями движения Э. в атомах. Наличие спина существенным образом влияет на характер движения Э. в атоме. В частности, только учёт спина Э. в рамках квантовой механики позволил объяснить периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, а также природу химической связи атомов в молекулах.

  Э. — член единого обширного семейства элементарных частиц, и ему в полной мере присуще одно из основных свойств элементарных частиц — их взаимопревращаемость. Э. может рождаться в различных реакциях, самыми известными из которых являются распад отрицательно заряженного мюона (m^- ) на электрон, электронное антинейтрино (

  а также бета-распад нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино:

  Последняя реакция является источником b-лучей при радиоактивном распаде ядер. Оба процесса — частные случаи слабых взаимодействий . Примером электромагнитных процессов, в происходят превращения Э., может служить аннигиляция электрона и позитрона на два g-кванта

e^- + e⁺ ® 2g.

  С 60-х гг. интенсивно изучаются процессы рождения сильно взаимодействующих частиц (адронов) при столкновении электронов с позитронами, например рождение пары пи-мезонов :

e^- + е⁺ ® p^- + p⁺.

  В конце 1974 в аналогичной реакции открыта новая элементарная частица, т. н. J //y-частица (см. Резонансы , Элементарные частицы ).

  Релятивистская квантовая теория Э. (квантовая электродинамика ) — самая разработанная область квантовой теории поля, в которой достигнуто удивительное согласие с экспериментом. Так, вычисленное значение магнитного момента Э.

(где a » 1/137,036 — тонкой структуры постоянная ) с огромной точностью совпадает с его экспериментальным значением. Однако теорию Э. нельзя считать законченной, поскольку ей присущи внутренние логические противоречия (см. Квантовая теория поля ).