전자는 무엇인가? 전자의 질량과 전하

전자 - 기본 입자, 물질의 구조 단위가 그 중 하나. 분류에 따르면 (강한 상호 작용에 물리학의 주요 네 가지 중 하나를 참여하지 않는 반정 수 스핀과 입자)를 페르미온와 렙톤 (반 통합 물리학 자 엔리코 페르미의 이름을 따서 명명 스핀과 입자)입니다. 전자의 중입자 수 제로뿐만 아니라 다른 렙톤이다.

최근까지 그것은 믿어 그 전자 - 초등학교, 입자의 어떤 구조를 가지고,하지만 과학자들은 오늘날 다른 의견을 가지고있는, 불가분이다. 현대 물리학의 프리젠 테이션에 전자는 무엇인가?

이름의 역사

심지어 고대 그리스의 자연 주의자의 황색, 모피 사전 문질러은, 즉, 작은 물체를 끌어 전자기 특성을 나타내는 것으로 나타났습니다. 전자의 이름은 "황색"를 의미하는 그리스어 ἤλεκτρον에서 받았다. 입자가 1897 년 J .. 톰슨에 의해 발견되었지만 기간은 1894 년 조지. 스토니을 제안했다. 이의 원인은 작은 질량입니다 찾기 어려웠다 전자의 충전 결정적인 경험을 찾을되었다. 입자의 첫 번째 사진은 심지어 현대 실험에 사용되는 그의 명예에서 지명되는 특수 카메라와 찰스 윌슨이었다.

흥미로운 사실은 전자의 개방을위한 전제 조건 중 하나가 벤자민 프랭클린의 말 것입니다. 재료 물질 - 1749 년에 그는 그 전기를 가설을 개발했다. 또한 작품은 최초의 플러스, 마이너스 전하 캐패시터 방전 배터리 및 전기 입자로서 사용 된 용어이다. 전자의 특정 전하가 부정적인 것으로 간주된다 양성자 - 양성.

전자의 발견

1846 년에 "전기의 원자"의 개념, 그의 작품에 독일의 물리학 자 빌헬름 웨버 사용 하였다. Maykl Faradey 아마도 학교에서 모든 여전히 알고, 지금 용어 "이온"을 발견했다. 전기 자연의 질문은 독일의 물리학 자와 수학자 줄리어스 플러커, 잔 페런, 영국의 물리학 자 Uilyam Kruks, 어니스트 러더 포드 등 많은 저명한 학자를 포함했다.

Dzhozef Tompson이 성공적으로 그의 유명한 실험을 완료하고 많은 과학자와 불가능하다 발견의 현장 작업에 작은 원자보다 입자의 존재를 증명하기 전에 따라서, 그들은이 거대한 작업을 수행하지 않았습니다.

1906 년 Dzhozef Tompson은 노벨상을 받았다. 전기장의 평행 한 금속 플레이트를 통해 음극선 빔 통과했다 : 경험은 다음과 같이했다. 그리고 그들은 같은 방식으로했을하지만, 코일 시스템에 자기장을 만들 수 있습니다. 톰슨 전계 빔 편향, 동일한 자기 작용에 의해 관찰 될 때, 그러나 그것들은 입자의 속도에 의존하는 일정한 비율로 이들 필드 모두 작용하는 경우 음극선 궤도 변경되지 빔하였습니다.

계산 후 톰슨은이 입자의 속도가 빛의 속도보다 훨씬 낮다는 것을 배웠고, 이는 그들이 질량을 가지고 있음을 의미했다. 물리학의 관점에서 오픈 입자가없이 연속적으로 확인 원자에 포함 믿게 한 러더 포드. 그는 "원자의 행성 모델."라고 불렀다

양자 세계의 역설

적어도 과학의 발전이 단계에서, 전자 복잡 충분를 구성하는 것에 대한 질문. 를 고려하기 전에, 당신도 과학자들은 설명 할 수없는 양자 물리학의 모순 중 하나를 문의해야합니다. 이것은 전자의 이중 성격을 설명하는 유명한 두 슬릿 실험이다.

그 본질은 그 입자들을 소성 "총", 세로 장방형 개구를 설정하기 전에 프레임. 그녀는 벽 뒤에,있는 히트의 흔적을 관찰 할 수 있습니다. 그래서, 먼저 작동 방식을 문제 이해할 필요가있다. 가장 쉬운 방법은 기계 테니스 공을 시작하는 방법을 볼 수 있습니다. 구슬의 일부는 구멍에 빠지다, 벽 결과의 흔적은 하나의 수직 대역에서 추가로. 일정한 거리하다면 다른 동일한 정공 트레이스는 각각 두 개의 밴드를 형성하게 추가한다.

파도는 또한 이러한 상황에서 다르게 동작합니다. 벽은 파도와 충돌의 흔적을 보여줄 경우, 하나 개의 개구부 밴드의 경우도 하나가 될 것입니다. 그러나 상황은 두 슬릿의 경우 변화하고있다. 웨이브 반으로 나눈 구멍을 통과. 하나 개의 파장의 상단이 서로의 바닥을 충족하는 경우, 그들은 서로 상쇄하고, 간섭 패턴 (복수 세로 줄무늬) 벽에 나타난다. 마크를 떠나 파도의 교차점에 위치시키고 아니, 상호 담금질 있던 장소.

놀라운 발견

위의 실험의 도움으로, 과학자들은 분명히 세계에 양자 및 고전 물리학의 차이를 입증 할 수 있습니다. 테니스 공의 차이에 빠진 일부 입자처럼, 일부는 그렇지 않은 : 그들은 전자 벽을 발사하기 시작했을 때, 보통에 수직 마크에서 발생합니다. 두 번째 구멍이있을 때하지만 그 모든 변경되었습니다. 벽에 간섭 패턴을 밝혀! 먼저 물리학 전자가 서로 간섭 결정하고 그들에게 하나 하나를 수 있도록 결정했다. 몇 시간 (전자 이동 속도가 여전히 빛의 속도보다 훨씬 낮은) 후에 그러나, 다시 간섭 무늬를 표시하기 시작 하였다.

예상하지 못한

함께 이러한 광자 다른 특정 입자, 전자 웨이브 입자 이원성 (또한 용어 "양자 파동 이중성"을 사용) 나타낸다. 마찬가지로 것을 고양이 슈뢰딩거 모두 살아 있고 죽은, 전자 상태는 미립자와 파 모두가 될 수 있습니다.

그러나이 실험의 다음 단계는 더 많은 신비를 생성 한 : 모든 것을 알고 듯 근본적인 입자, 놀라운 놀라움을 발표했다. 물리학 자 잠 장치를 범위 지정 홀에 설치하기로 결정,이를 통해 입자가 슬릿, 어떻게 그들은 파도로 자신을 나타내. 그러나 즉시 벽에 감시 장치를 넣어 거기 두 개의 구멍에 해당하는 두 밴드는 없었다, 어떤 간섭 패턴! 그녀는 이미 아무도보고되지 않은 것을 알고있는 것처럼 즉시 세척은 "그림자"와 같은 입자는 파동 특성을 보여주기 위해 다시 시작했다.

또 다른 이론

물리학 출생 입자가 그대로 웨이브로 설정하지 않는 것이 좋습니다. ELEKTRON는 간섭 패턴을 제공하는 것이 확률의 물결을 '포함'. 이 입자들은 일정 확률로 어디서든 할 수 있습니다 의미 중첩의 재산을 가지고, 따라서 그들은 "물결"등을 동반 할 수있다.

그럼에도 불구하고, 결과는 분명하다 : 관찰자의 단순한 존재는 실험의 결과에 영향을 미친다. 그것은 놀라운 것, 그러나 유일한 예가 아니다. 세그먼트의 목적은 얇은 알루미늄 호일이었다 일단 물리 실험 어머니의 상당 부분에 대해 수행 하였다. 과학자들은 일부 측정의 단순한 사실은 물체의 온도에 영향을 미치는 것을주의했다. 그들이 설명하는 이러한 현상의 본질은 힘이 아직 없습니다.

구조

그러나 전자를 어떻게 구성? 이 시점에서, 현대 과학은이 질문에 대답 할 수 없다. 최근까지이 불가분의 기본 입자로 간주되었다, 그러나 지금 과학자들은 더 작은 구조로 구성되어 있다고 생각하는 경향이 있습니다.

전자의 구체적인 요금은 기본으로 간주,하지만 지금은 부분 유료 개방 쿼크되어있다. 전자를 구성하는 것과 같은 여러 가지 이론이있다.

오늘 우리는 과학자들이 전자를 나눌 수 있었다한다고 문서를 볼 수 있습니다. 그러나 이것은 부분적으로 만 사실이다.

새로운 실험

다시 지난 세기의 80 년대에 소련의 과학자들은 전자 세 준 입자로 구분 될 수 있음을 가정 하였다. 1996 년 그는 스핀 온과 홀론, 최근 물리학 반 덴 브 링크로 나눌 관리와 그의 팀은 입자의 스핀 온 및 orbiton으로 분할되었다. 그러나 분할은 특별한 경우에만 달성 할 수 있습니다. 실험은 온도가 매우 낮은 조건 하에서 수행 될 수있다.

전자가 약 -275 섭씨 온도 절대 영도에 "쿨"때, 그들은 거의 중지하고 그들 사이의 형태로 물질의 종류, 하나의 입자에 병합하는 경우. 이러한 상황에서, 그리고 물리학 준 입자를 관찰 할 수있는 전자 "이다".

사업자 정보

전자 반경은 ^2.81794 같다, 매우 ^{작습니다.} 10 ^-13 cm,하지만 그 구성 요소가 훨씬 더 작은 크기를 갖는 것으로 나타났다. 이 "분할"전자 관리되는 세 부분의 각각은, 이것에 관한 정보를 전달한다. 이름에서 알 수 있듯이 Orbiton은, 그것은 궤도 웨이브 입자에 대한 데이터가 포함되어 있습니다. 전자의 스핀에 대한 책임 스핀 온과 홀론은 요금에 대한 정보를 알려줍니다. 따라서, 물리 별도로 강하게 냉각 재료에 전자의 상이한 상태를 관찰 할 수있다. 그들은 "홀론 - 스핀 온 '과'스핀 온 - orbiton"한 쌍의 추적에 나섰고 함께 모든 세.

새로운 기술

전자를 발견 한 물리학 자들은 발견이 실제로 적용될 때까지 이전 수십 년을 기다려야했다. 단일 층 탄소 원자로 구성된 놀라운 재료 - 요즘 기술이 몇 년에 사용을 찾을 수 있습니다, 그래 핀을 기억하기에 충분하다. 전자의 분할 도움이 될 것입니다? 과학자들은 예측이 생성 양자 컴퓨터, 속도, 이는 그들에 따르면, 오늘날 가장 강력한 컴퓨터의 시간보다 수십 큰.

양자 컴퓨터 기술의 비밀은 무엇인가? 이 간단한 최적화를 호출 할 수 있습니다. 기존의 컴퓨터에서 정보의 최소 불가분의 일부 - 조금. 그리고 우리는 차 두 옵션에 대한 시각 뭔가, 뭔가 데이터를 고려하는 경우. 비트는 바이너리 코드의 일부 중 하나를 0 또는 1 포함 할 수있다.

새로운 방법

이제이 포함 된 비트와 제로, 단위에 상상하자 -는 "양자 비트"또는 "큐브". 간단한 변수의 역할은 전자의 스핀을 할 것이다 (이것은 시계 방향 또는 반 시계 방향 중 어느 하나를 회전시킬 수있다). 간단한 비트 큐브가 동시에 여러 기능을 수행 할 수 있으며, 이러한 증가로 인해 속도, 낮은 전자의 질량과 전하를 발생 달리 여기에 중요하지 않습니다.

이는 미로의 예에 의해 설명 될 수있다. 그것의 얻으려면, 당신은 단 하나의 올바른 것입니다있는 다른 선택의 여지를 시도해야합니다. 전통적인 컴퓨터도 신속하게 문제를 해결, 아직 한 번에 하나의 문제에 일할 수 있습니다. 그는 한 기관에 모든 옵션을 열거하고, 결국 방법을 찾아 낸다. 양자 컴퓨터는 이중성의 kyubita 덕분에 동시에 많은 문제를 해결할 수 있습니다. 그는 모든 옵션이 라인에없는 검토와 시간에 한 순간에, 또한 문제를 해결합니다. 어려움은 지금까지 단지에 양자 개체에 대한 작업을 많이 얻을 것입니다 -이 컴퓨터의 새로운 세대의 기초가 될 것입니다.

신청

대부분의 사람들은 가정 수준에서 컴퓨터를 사용합니다. 이 지금까지 훌륭한 일 및 기존 PC와 함께하지만, 특정 이벤트 어쩌면 수천 변수 수십만을 예측하는 기계는 단순히 엄청난해야합니다. 양자 컴퓨터는 쉽게, 한달에 날씨 예측과 같은 것들로 재해 처리와 예측 데이터에 대응하고, 또한 약간의 원자의 프로세서 모두 순식간 여러 변수 복잡한 수학적 계산을 수행한다. 그래서 우리의 가장 강력한 컴퓨터가 종이 얇은 곧 가능합니다.

건강을 유지

양자 컴퓨터 기술은 의학에 큰 기여를 할 것입니다. 모든 작업을 수행 할 수있는 컴퓨터 이외의 "두뇌"와 작은 로봇 : 인류는 그들의 도움으로, 수술하지 않고 치료를 제공하는 것이 아니라 단순히 내부에서 몸 전체를보고 질병을 진단 할 수있을 것이지만, 강력한 잠재력을 가진 나노 기계를 만들 수있을 것입니다.

컴퓨터 게임 분야에서 불가피한 혁명. 즉시 문제를 해결할 수있는 강력한 기계, 믿을 수 없을만큼 사실적인 그래픽과 함께 게임을 즐길 수있을 것입니다, 이미 멀리하지 않고 전체 침수와 컴퓨터의 세계.