Электрон – самая
лёгкая отрицательно заряженная частица, составная часть атома. Электрон
в атоме связан с центральным положительно заряженным ядром электростатическим
притяжением. Он имеет отрицательный заряд е = 1.602.10-19
Кл, массу mе = 0.511 МэВ/с2 = 9.11.10-28
г и спин 1/2 (в единицах ћ), т.е. является фермионом. Магнитный момент электрона
μе>>μВ, где μВ = ећ/2mес – магнетон
Бора (использована Гауссова система единиц), что согласуется с моделью точечноподобной
бесструктурной частицы (согласно опытным данным размер электрона < 10-17
см). В пределах точности эксперимента электрон стабильная частица. Его время
жизни
τе > 4.6.1026 лет.
Электрон принадлежит к классу лептонов, т.е. не участвует в сильном
взаимодействии (участвует в остальных – электромагнитном, слабом и гравитационном).
Описание электромагнитного взаимодействия электрона даётся квантовой электродинамикой
– одним из разделов квантовой теории поля). У электрона имеется специальная
характеристика, присущая лептонам, – электронное лептонное число + 1.
Античастицей электрона является позитрон е+ , отличающийся
от электрона только знаками электрического заряда, лептонного числа и магнитного
момента.
Основные характеристики электрона
Характеристика |
Численное значение |
---|---|
Спин J, |
1/2 |
Масса mec2, МэВ |
0.51099892±0,00000004 |
Электрический заряд, Кулон |
- (1,60217653±0,00000014)·10-19 |
Магнитный момент, eћ/2mec |
1.0011596521859± 0.0000000000038 |
Время жизни , лет |
> 4.6·1026 |
Лептонное число Le |
+ 1 |
Лептонные числа Lμ, Lτ |
0 |
Электрон – первая из открытых элементарных частиц – был открыт Дж. Дж. Томсоном в 1897 г. Изучая характеристики газового разряда, Томсон показал, что катодные лучи, образующиеся в разрядной трубке, состоят из отрицательно заряженных частиц вещества. Отклоняя катодные лучи в электрических и магнитных полях, он определил отношение заряда к массе этих частиц e/m = 6.7·1017 ед. СГСЭ/г (современное значение 5.27·1017 ед. СГСЭ/г). Он показал, что катодные лучи представляют собой поток более лёгких, чем атомы, частиц и не зависят от состава газа. Эти частицы были названы электронами. Открытие электрона и установление того факта, что все атомы содержат электроны, явилось важной информацией о внутреннем строении атома.