• Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

elektron

Oprindelige forfattere EBon og JLPe Seneste forfatter Redaktionen

elektron, den letteste elementarpartikel, som bærer elektrisk ladning. Elektronen blev opdaget af J.J. Thomson i 1897, se atom.

Atomernes elektroner bestemmer stoffernes kemiske og fysiske egenskaber. Elektronens hvilemasse, benævnt me, er 9,10938356·10-31 kg, blot ca. 1/1836 af en protonmasse, så elektronerne bidrager meget lidt til stoffets vægt. Elektronens spin er 1/2 gange Plancks konstant. Elektronen er en fermion, der bl.a. adlyder Paulis udelukkelsesprincip, ifølge hvilket to elektroner ikke kan være i samme kvantetilstand. Dette forhold spiller en hovedrolle for forståelsen af stoffernes elektronstruktur. Elektronen er ligeledes en lepton, som også påvirkes af de svage og de gravitionelle vekselvirkninger, men ikke af de stærke kernekræfter. Den har en antipartikel, positronen, med samme masse og spin, men med positiv ladning.

Ordet elektron er dannet af den britiske fysiker G.J. Stoney, af engelsk electric 'elektrisk' og -on.

Til beskrivelse af både frie og bundne elektroner kræves i en række sammenhænge anvendelse af kvantemekanik. En fri elektron med impuls p optræder her som bølge med bølgelængde h/p, hvor h er Plancks konstant. En sådan bølge udviser ligesom en lysbølge interferenseffekter, fx Bragg-diffraktion. For elektroner bundet i et kraftfelt (fx i et atom, molekyle eller fast stof) kan man ved løsning af Schrödingerligningen fastlægge de tilladte energier og de tilhørende bølgefunktioner, som beskriver den rumlige fordeling af elektronerne. Elektroner kan foretage spring fra én kvantetilstand til en anden under optagelse eller udsendelse af en foton (lysenergi), og hyppigheden af spring er fastlagt af bølgefunktionen for begyndelses- og sluttilstanden. Bestråles stof med tilstrækkelig energirige fotoner, kan disse omdannes til elektron-positron-par. Denne proces kan beskrives på tilsvarende måde som elektronspring mellem kvantetilstande, idet Schrödingerligningen dog må erstattes med Diracligningen, der tager højde for relativitetsteorien.

Annonce

Ifølge kvantemekanikken har en partikel en vis sandsynlighed for at gennemtrænge et område, som i den klassiske fysik er utilgængeligt pga. princippet om energiens bevarelse. For elektronerne ved en metaloverflade udnyttes denne tunneleffekt i tunnelmikroskopet, der på en atomar længdeskala registrerer den rumlige fordeling af elektroner, som har krydset en overfladebarriere. Med dette instrument kan placeringen af de enkelte overfladeatomer nøjagtigt fastlægges.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Ejvind Bonderup, Jens Lyng Petersen: elektron i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 24. juli 2017 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=69753