الکترون

ذره ابتدایی با بار منفی

الکترون (​
ه^-
، یا
β^-
در واکنش های هسته ای) یک ذره زیر اتمی با بار الکتریکی اولیه منفی یک است . ^[13] الکترون ها متعلق به اولین نسل از خانواده ذرات لپتون هستند، ^[14] و به طور کلی تصور می شود که ذرات بنیادی هستند زیرا آنها هیچ مؤلفه یا زیرساخت شناخته شده ای ندارند. ^[1] جرم الکترون تقریباً 1/1836 جرم پروتون است . ^{[15] خواص} مکانیکی کوانتومی الکترون شامل یک تکانه زاویه ای ذاتی ( اسپین ) با یک مقدار نیم صحیح است که در واحدهای ثابت پلانک کاهش یافته ، ħ بیان می شود . از آنجایی که فرمیون هستند ، طبق اصل طرد پائولی ، هیچ دو الکترونی نمی توانند حالت کوانتومی یکسانی را اشغال کنند . ^[14] مانند همه ذرات بنیادی، الکترون ها هم خواص ذرات و هم امواج را نشان می دهند : آنها می توانند با ذرات دیگر برخورد کنند و مانند نور می توانند پراش شوند. مشاهده خواص موجی الکترون‌ها با آزمایش‌ها آسان‌تر از سایر ذرات مانند نوترون‌ها و پروتون‌ها است، زیرا الکترون‌ها جرم کمتری دارند و بنابراین طول موج دو بروگلی برای انرژی معین بیشتر است.

الکترون ها در بسیاری از پدیده های فیزیکی مانند الکتریسیته ، مغناطیس ، شیمی و هدایت حرارتی نقش اساسی دارند . آنها همچنین در برهمکنش های گرانشی ، الکترومغناطیسی و ضعیف شرکت می کنند . ^[16] از آنجایی که الکترون دارای بار است، میدان الکتریکی اطراف آن وجود دارد . اگر آن الکترون نسبت به یک ناظر در حال حرکت باشد، ناظر آن را مشاهده می کند تا میدان مغناطیسی ایجاد کند . میدان های الکترومغناطیسی تولید شده از منابع دیگر بر حرکت الکترون طبق قانون نیروی لورنتس تأثیر می گذارد . الکترون ها وقتی شتاب می گیرند انرژی را به شکل فوتون جذب می کنند .

ابزارهای آزمایشگاهی قادر به به دام انداختن تک تک الکترون ها و همچنین پلاسمای الکترون با استفاده از میدان های الکترومغناطیسی هستند. تلسکوپ های ویژه می توانند پلاسمای الکترون را در فضای بیرونی شناسایی کنند. الکترون ها در بسیاری از کاربردها مانند تریبولوژی یا شارژ اصطکاکی، الکترولیز، الکتروشیمی، فناوری باتری، الکترونیک ، جوشکاری ، لوله های پرتوی کاتدی ، برق فوتوالکتریک، پنل های خورشیدی فتوولتائیک، میکروسکوپ های الکترونی ، پرتودرمانی ، لیزرها ، آشکارسازهای یونیزاسیون گازی ، دخیل هستند. شتاب دهنده ها .

برهمکنش های شامل الکترون ها با سایر ذرات زیراتمی در زمینه هایی مانند شیمی و فیزیک هسته ای مورد توجه است . برهمکنش نیروی کولن بین پروتون‌های مثبت درون هسته‌های اتمی و الکترون‌های منفی بدون اجازه ترکیب این دو را می‌دهد که به عنوان اتم شناخته می‌شوند . یونیزاسیون یا تفاوت در نسبت الکترون های منفی در برابر هسته های مثبت، انرژی اتصال یک سیستم اتمی را تغییر می دهد. تبادل یا اشتراک الکترون ها بین دو یا چند اتم علت اصلی پیوند شیمیایی است . ^[17]

در سال 1838، ریچارد لمینگ فیلسوف طبیعی بریتانیایی برای اولین بار مفهوم مقدار غیرقابل تقسیم بار الکتریکی را برای توضیح خواص شیمیایی اتم ها فرضیه کرد. ^[3] فیزیکدان ایرلندی جورج جانستون استونی در سال 1891 این بار را "الکترون" نامید، و جی جی تامسون و تیم فیزیکدانان بریتانیایی او آن را به عنوان یک ذره در سال 1897 طی آزمایش لوله پرتو کاتدی شناسایی کردند . ^[5]

الکترون‌ها در واکنش‌های هسته‌ای ، مانند سنتز هسته در ستارگان ، شرکت می‌کنند، جایی که به ذرات بتا معروف هستند . الکترون‌ها را می‌توان از طریق واپاشی بتا ایزوتوپ‌های رادیواکتیو و در برخوردهای پرانرژی، به عنوان مثال، زمانی که پرتوهای کیهانی وارد جو می‌شوند، ایجاد کرد. پاد ذره الکترون را پوزیترون می نامند . با الکترون یکسان است، با این تفاوت که حامل بار الکتریکی علامت مخالف است. هنگامی که یک الکترون با یک پوزیترون برخورد می کند ، هر دو ذره می توانند نابود شوند و فوتون های پرتو گاما تولید کنند .

تاریخچه

کشف اثر نیروی الکتریکی

یونانیان باستان متوجه شدند که کهربا وقتی با خز مالیده می شود، اجسام کوچک را جذب می کند. همراه با رعد و برق ، این پدیده یکی از اولین تجربیات ثبت شده بشر در مورد الکتریسیته است . ^[18] دانشمند انگلیسی، ویلیام گیلبرت، در رساله 1600 خود De Magnete ، اصطلاح نئولاتینی الکتریک را ابداع کرد تا به موادی با خاصیت مشابه کهربا اشاره کند که اجسام کوچک را پس از مالش جذب می کنند. ^[19] هر دو الکتریسیته و الکتریسیته از کلمه لاتین ēlectrum (همچنین ریشه آلیاژی به همین نام ) گرفته شده‌اند که از کلمه یونانی برای کهربا، ἤλεκτρον ( ēlektron ) گرفته شده است.

کشف دو نوع اتهام

در اوایل دهه 1700، شیمیدان فرانسوی شارل فرانسوا دو فای دریافت که اگر یک ورق طلای باردار توسط شیشه ای که با ابریشم مالیده شده دفع شود، همان ورق طلای باردار توسط کهربایی که با پشم مالیده شده است جذب می شود. از این و سایر نتایج آزمایش‌های مشابه، دو فای به این نتیجه رسید که الکتریسیته از دو سیال الکتریکی تشکیل شده است ، مایع زجاجیه از شیشه‌ای که با ابریشم مالیده شده و مایع رزینی از کهربا با پشم مالیده شده است. این دو مایع در صورت ترکیب می توانند یکدیگر را خنثی کنند. ^{[19] [20]} دانشمند آمریکایی ابنزر کینرسلی نیز بعداً به طور مستقل به همین نتیجه رسید. ^{[21] : 118} یک دهه بعد بنجامین فرانکلین پیشنهاد کرد که الکتریسیته از انواع مختلف سیال الکتریکی نیست، بلکه یک سیال الکتریکی منفرد است که بیش از حد (+) یا کسری (-) را نشان می دهد. او نامگذاری بار مدرن را به ترتیب مثبت و منفی به آنها داد. ^[22] فرانکلین حامل بار را مثبت می‌دانست، اما به درستی تشخیص نمی‌داد که کدام موقعیت مازاد حامل بار است و کدام موقعیت یک کسری است. ^[23]

بین سال‌های 1838 و 1851، فیلسوف طبیعی بریتانیایی ریچارد لمینگ این ایده را مطرح کرد که یک اتم از هسته‌ای از ماده تشکیل شده است که توسط ذرات زیر اتمی احاطه شده است که دارای بار الکتریکی واحد هستند . ^[2] در آغاز سال 1846، فیزیکدان آلمانی ویلهلم ادوارد وبر این نظریه را مطرح کرد که الکتریسیته از سیالاتی با بار مثبت و منفی تشکیل شده است و برهمکنش آنها توسط قانون مربع معکوس کنترل می شود . پس از مطالعه پدیده الکترولیز در سال 1874، فیزیکدان ایرلندی جورج جانستون استونی پیشنهاد کرد که "یک مقدار معین الکتریسیته" وجود دارد که بار یک یون تک ظرفیتی است . او توانست مقدار این بار اولیه e را با استفاده از قوانین الکترولیز فارادی تخمین بزند . ^[24] با این حال، استونی معتقد بود که این بارها به طور دائم به اتم ها متصل هستند و نمی توان آنها را حذف کرد. در سال 1881، هرمان فون هلمهولتز، فیزیکدان آلمانی، استدلال کرد که هر دو بار مثبت و منفی به بخش‌های ابتدایی تقسیم می‌شوند، که هر کدام «مانند اتم‌های الکتریسیته رفتار می‌کنند». ^[3]

استونی در ابتدا واژه الکترولیون را در سال 1881 ابداع کرد. ده سال بعد، او برای توصیف این بارهای ابتدایی به الکترون روی آورد و در سال 1894 نوشت: "...تخمینی از مقدار واقعی این واحد اساسی الکتریسیته، قابل توجه ترین، انجام شد. از آن زمان به بعد جرأت کردم نام الکترون را پیشنهاد کنم . پیشنهاد سال 1906 برای تغییر به الکترون شکست خورد زیرا هندریک لورنتز ترجیح داد الکترون را حفظ کند . ^{[25] [26]} کلمه الکترون ترکیبی از کلمات electr ic و i on است . ^[27] پسوند -on که اکنون برای تعیین ذرات زیراتمی دیگر مانند پروتون یا نوترون استفاده می شود، به نوبه خود از الکترون گرفته شده است. ^{[28] [29]}

کشف الکترون های آزاد خارج از ماده

پرتوی از الکترون که توسط یک میدان مغناطیسی منحرف شده و به یک دایره منحرف می شود ^[30]

جولیوس پلوکر، فیزیکدان آلمانی، در حین مطالعه هدایت الکتریکی در گازهای کمیاب در سال 1859، مشاهده کرد که تشعشعات ساطع شده از کاتد باعث می شود که نور فسفری روی دیواره لوله نزدیک کاتد ظاهر شود. و ناحیه نور فسفری را می توان با اعمال میدان مغناطیسی جابجا کرد. ^{[31] در سال 1869،} یوهان ویلهلم هیتورف ، شاگرد پلوکر، دریافت که جسم جامدی که بین کاتد و فسفرسانس قرار می‌گیرد، بر ناحیه فسفری لوله سایه می‌اندازد. هیتورف استنباط کرد که پرتوهای مستقیمی از کاتد ساطع می‌شوند و فسفرسانس ناشی از برخورد پرتوها به دیواره‌های لوله است. علاوه بر این، او همچنین کشف کرد که این پرتوها دقیقاً مانند خطوط جریان توسط آهنربا منحرف می شوند. ^[32]

در سال 1876، فیزیکدان آلمانی یوگن گلدشتاین نشان داد که پرتوها عمود بر سطح کاتد گسیل می شوند که بین پرتوهای ساطع شده از کاتد و نور رشته ای تمایز قائل می شود. گلدشتاین پرتوها را پرتوهای کاتدی نامید . ^{[33] [34] : 393} دهه تحقیقات تجربی و نظری شامل پرتوهای کاتدی در کشف نهایی الکترون توسط جی جی تامسون مهم بود. ^[3] گلدشتاین همچنین با کاتدهای مضاعف آزمایش کرد و این فرضیه را مطرح کرد که یک پرتو ممکن است پرتوی دیگر را دفع کند، اگرچه او اعتقاد نداشت که ممکن است ذره‌ای در آن دخیل باشد. ^[35]

در طول دهه 1870، شیمیدان و فیزیکدان انگلیسی سر ویلیام کروکس اولین لوله اشعه کاتدی را ساخت که خلاء بالایی در داخل داشت. ^[36] سپس در سال 1874 نشان داد که پرتوهای کاتدی وقتی در مسیر خود قرار می گیرند می توانند یک چرخ دست و پا زدن کوچک را بچرخانند. بنابراین، او نتیجه گرفت که پرتوها حرکت حرکتی دارند. علاوه بر این، با اعمال یک میدان مغناطیسی، او توانست پرتوها را منحرف کند، در نتیجه نشان داد که پرتو به گونه‌ای رفتار می‌کند که گویی بار منفی دارد. ^[33] در سال 1879، او پیشنهاد کرد که این ویژگی‌ها را می‌توان با در نظر گرفتن پرتوهای کاتدی که از مولکول‌های گازی با بار منفی در حالت چهارم ماده تشکیل شده‌اند، توضیح داد که در آن میانگین مسیر آزاد ذرات آنقدر طولانی است که ممکن است برخوردها نادیده گرفته شود. ^{[34] : 394-395}

در سال 1883، هاینریش هرتز، فیزیکدان آلمانی که هنوز شناخته نشده بود، تلاش کرد تا ثابت کند که پرتوهای کاتدی از نظر الکتریکی خنثی هستند و چیزی را دریافت کرد که او به عنوان فقدان مطمئن انحراف در میدان الکترواستاتیک، بر خلاف میدان مغناطیسی، تفسیر کرد. با این حال، همانطور که جی جی تامسون در سال 1897 توضیح داد، هرتز الکترودهای انحرافی را در یک ناحیه بسیار رسانا از لوله قرار داد و در نتیجه یک اثر غربالگری قوی در نزدیکی سطح آنها ایجاد کرد. ^[35]

آرتور شوستر ، فیزیکدان بریتانیایی آلمانی الاصل، آزمایش های کروکس را با قرار دادن صفحات فلزی موازی با پرتوهای کاتدی و اعمال پتانسیل الکتریکی بین صفحات گسترش داد. ^[37] میدان، پرتوها را به سمت صفحه با بار مثبت منحرف کرد، و شواهد بیشتری را ارائه کرد که نشان می‌دهد پرتوها بار منفی دارند. شوستر با اندازه‌گیری مقدار انحراف برای یک میدان الکتریکی و مغناطیسی معین ، در سال 1890 توانست نسبت بار به جرم ^[c] اجزای پرتو را تخمین بزند. با این حال، این مقداری بیش از هزار برابر بیشتر از آنچه انتظار می‌رفت تولید کرد، بنابراین در آن زمان اعتبار کمی به محاسبات او داده شد. ^[33] این به این دلیل است که فرض بر این بود که حامل‌های بار اتم‌های هیدروژن یا نیتروژن بسیار سنگین‌تر هستند . ^[37] برآوردهای شوستر متعاقباً تا حد زیادی درست می‌شوند.

در سال 1892 هندریک لورنتز پیشنهاد کرد که جرم این ذرات (الکترون ها) می تواند نتیجه بار الکتریکی آنها باشد. ^[38]

جی جی تامسون

هانری بکرل فیزیکدان فرانسوی در سال 1896 در حین مطالعه کانی های فلورسنت طبیعی متوجه شد که آنها بدون قرار گرفتن در معرض منبع انرژی خارجی تشعشع می کنند. این مواد رادیواکتیو موضوع مورد توجه بسیاری از دانشمندان، از جمله فیزیکدان نیوزیلندی، ارنست رادرفورد، که کشف کرد آنها ذرات را ساطع می کنند، شد. او این ذرات آلفا و بتا را بر اساس توانایی آنها در نفوذ به ماده تعیین کرد. ^[39] در سال 1900، بکرل نشان داد که پرتوهای بتا ساطع شده توسط رادیوم می توانند توسط یک میدان الکتریکی منحرف شوند و نسبت جرم به بار آنها مانند پرتوهای کاتدی است. ^[40] این شواهد این دیدگاه را تقویت کرد که الکترون ها به عنوان اجزای اتم وجود دارند. ^{[41] [42]}

در سال 1897، فیزیکدان بریتانیایی جی جی تامسون ، به همراه همکارانش جان اس. تاونسند و HA ویلسون ، آزمایش‌هایی انجام دادند که نشان می‌داد پرتوهای کاتدی واقعاً ذرات منحصربه‌فرد هستند، نه امواج، اتم‌ها یا مولکول‌هایی که قبلاً تصور می‌شد. ^[5] در سال 1899 او نشان داد که نسبت بار به جرم آنها، e / m ، مستقل از ماده کاتد است. او همچنین نشان داد که ذرات باردار منفی تولید شده توسط مواد رادیواکتیو، مواد گرم شده و مواد روشن شده جهانی هستند. ^{[5] [43]} تامسون m / e را برای "جسدهای" پرتوی کاتدی اندازه‌گیری کرد و تخمین‌های خوبی از بار e انجام داد که منجر به مقدار جرم m شد و مقداری را یافت که 1400 برابر جرم کمتری نسبت به کم جرم‌ترین یون شناخته شده: هیدروژن دارد. . ^{[34] : 364  [5]} در همان سال، امیل ویچرت و والتر کافمن نیز نسبت e / m را محاسبه کردند ، اما گامی برای تفسیر نتایج خود به عنوان نشان دادن ذره جدید انجام ندادند، در حالی که جی جی تامسون متعاقباً در سال 1899 تخمین‌هایی برای بار و جرم الکترون نیز: e  ~ 6.8 × 10-10 esu  و m  ~ ^​3 × 10-26  گرم ^{[ 44] [45]}

رابرت میلیکان

نام "الکترون" برای این ذرات توسط جامعه علمی، عمدتاً به دلیل حمایت GF FitzGerald ، J. Larmor و HA Lorentz به کار گرفته شد . ^{[46] : 273} این اصطلاح در ابتدا توسط جورج جانستون استونی در سال 1891 به عنوان نام آزمایشی برای واحد اصلی بار الکتریکی (که هنوز کشف نشده بود) ابداع شد . ^{[47] [26]}

بار الکترون با دقت بیشتری توسط فیزیکدانان آمریکایی رابرت میلیکان و هاروی فلچر در آزمایش قطره روغن آنها در سال 1909 اندازه گیری شد که نتایج آن در سال 1911 منتشر شد. این آزمایش از یک میدان الکتریکی برای جلوگیری از سقوط یک قطره باردار نفت استفاده کرد. نتیجه گرانش این دستگاه می تواند بار الکتریکی را از 1 تا 150 یون با حاشیه خطای کمتر از 0.3 درصد اندازه گیری کند. آزمایش‌های مشابهی قبلاً توسط تیم تامسون انجام شده بود، ^[5] با استفاده از ابرهای قطرات آب باردار تولید شده توسط الکترولیز، و در سال 1911 توسط آبرام آیوف ، که به طور مستقل همان نتیجه میلیکان را با استفاده از ریزذرات باردار فلزات به دست آورد، سپس نتایج خود را در سال 1913 منتشر کرد. ^[48] ​​با این حال ، قطرات روغن پایدارتر از قطرات آب بودند، زیرا سرعت تبخیر کمتری داشتند، و بنابراین برای آزمایش دقیق در دوره‌های زمانی طولانی‌تر مناسب‌تر بودند. ^[49]

در حدود آغاز قرن بیستم، مشخص شد که تحت شرایط خاصی یک ذره باردار با حرکت سریع باعث تراکم بخار آب فوق اشباع در طول مسیر خود می شود. در سال 1911، چارلز ویلسون از این اصل برای ابداع اتاقک ابری خود استفاده کرد تا بتواند از ردیابی ذرات باردار، مانند الکترون‌های با حرکت سریع، عکس بگیرد. ^[50]

نظریه اتمی

مدل بور اتم که حالت های یک الکترون را با انرژی کوانتیزه شده با عدد n نشان می دهد . الکترونی که به مدار پایین‌تری می‌افتد، فوتونی برابر با اختلاف انرژی بین مدارها منتشر می‌کند

تا سال 1914، آزمایش‌های فیزیکدانان ارنست رادرفورد ، هنری موزلی ، جیمز فرانک و گوستاو هرتز تا حد زیادی ساختار یک اتم را به عنوان یک هسته متراکم بار مثبت که توسط الکترون‌هایی با جرم کمتر احاطه شده است، ایجاد کرد. ^{[51] در سال 1913،} نیلز بور، فیزیکدان دانمارکی، فرض کرد که الکترون‌ها در حالت‌های انرژی کوانتیزه قرار می‌گیرند و انرژی‌هایشان توسط تکانه زاویه‌ای مدار الکترون به دور هسته تعیین می‌شود. الکترون‌ها می‌توانند با گسیل یا جذب فوتون‌هایی با فرکانس‌های خاص، بین آن حالت‌ها یا مدارها حرکت کنند. او با استفاده از این مدارهای کوانتیزه شده، خطوط طیفی اتم هیدروژن را به دقت توضیح داد. ^[52] با این حال، مدل بور در توضیح شدت نسبی خطوط طیفی شکست خورد و در توضیح طیف اتم‌های پیچیده‌تر ناموفق بود. ^[51]

پیوندهای شیمیایی بین اتم ها توسط گیلبرت نیوتن لوئیس توضیح داده شد که در سال 1916 پیشنهاد کرد که یک پیوند کووالانسی بین دو اتم توسط یک جفت الکترون مشترک بین آنها حفظ می شود. ^[53] بعدها، در سال 1927، والتر هایتلر و فریتز لندن توضیح کاملی از تشکیل جفت الکترون و پیوند شیمیایی از نظر مکانیک کوانتومی ارائه کردند . ^[54] در سال 1919، شیمیدان آمریکایی، ایروینگ لانگمویر، مدل استاتیک اتم لوئیس را توضیح داد و پیشنهاد کرد که همه الکترون‌ها در پوسته‌های کروی متحدالمرکز (تقریباً) متوالی با ضخامت یکسان توزیع شده‌اند. ^[55] به نوبه خود، او پوسته ها را به تعدادی سلول تقسیم کرد که هر کدام حاوی یک جفت الکترون بود. با این مدل، لانگمویر توانست خواص شیمیایی همه عناصر جدول تناوبی را به صورت کیفی توضیح دهد، ^[54] که طبق قانون تناوبی تا حد زیادی خود را تکرار می‌کنند . ^[56]

در سال 1924، فیزیکدان اتریشی ولفگانگ پاولی مشاهده کرد که ساختار پوسته‌مانند اتم را می‌توان با مجموعه‌ای از چهار پارامتر که هر حالت انرژی کوانتومی را تعریف می‌کرد، توضیح داد، تا زمانی که هر حالت بیش از یک الکترون اشغال نشده باشد. این ممنوعیت در برابر بیش از یک الکترون که حالت انرژی کوانتومی یکسانی را اشغال می کند به عنوان اصل طرد پائولی شناخته شد . ^[57] مکانیسم فیزیکی برای توضیح پارامتر چهارم، که دارای دو مقدار ممکن متمایز بود، توسط فیزیکدانان هلندی ساموئل گودسمیت و جورج اوهلنبک ارائه شد . در سال 1925، آنها پیشنهاد کردند که یک الکترون، علاوه بر تکانه زاویه ای مدارش، دارای یک تکانه زاویه ای ذاتی و گشتاور دوقطبی مغناطیسی است . ^{[51] [58]} این مشابه با چرخش زمین حول محور خود در حین گردش به دور خورشید است. تکانه زاویه ای ذاتی به عنوان اسپین شناخته شد و شکاف مرموز خطوط طیفی مشاهده شده با یک طیف نگار با وضوح بالا را توضیح داد . این پدیده به شکافتن ساختار ظریف معروف است . ^[59]

مکانیک کوانتومی

لوئی دو بروگلی ، فیزیکدان فرانسوی ، در پایان نامه خود در سال 1924، Recherches sur la théorie des quanta (تحقیق در مورد نظریه کوانتومی) این فرضیه را مطرح کرد که همه مواد را می توان به صورت موج دو بروگلی به شیوه نور نشان داد . ^[60] یعنی در شرایط مناسب، الکترون‌ها و سایر مواد خواص ذرات یا امواج را نشان می‌دهند. خواص جسمی یک ذره زمانی نشان داده می شود که نشان داده شود در هر لحظه موقعیت مکانی در فضا در امتداد مسیر خود دارد. ^[61] ماهیت موج مانند نور نمایش داده می شود، به عنوان مثال، هنگامی که یک پرتو نور از شکاف های موازی عبور می کند و در نتیجه الگوهای تداخل ایجاد می کند . در سال 1927، جورج پاجت تامسون و الکساندر رید دریافتند که اثر تداخل زمانی ایجاد می‌شود که پرتوی الکترون از میان ورقه‌های سلولوئیدی نازک و بعداً لایه‌های فلزی عبور داده می‌شود، و توسط فیزیکدانان آمریکایی، کلینتون دیویسون و لستر گرمر، با انعکاس الکترون‌ها از یک کریستال نیکل. . ^[62] الکساندر رید، که دانشجوی فارغ التحصیل تامسون بود، اولین آزمایش‌ها را انجام داد، اما او به زودی در یک تصادف موتورسیکلت درگذشت ^[63] و به ندرت از او نام برده می‌شود.

در مکانیک کوانتومی، رفتار یک الکترون در یک اتم با یک اوربیتال توصیف می‌شود که به جای یک مدار، توزیع احتمال است. در شکل، سایه احتمال نسبی "یافتن" الکترون را نشان می دهد که انرژی مربوط به اعداد کوانتومی داده شده را در آن نقطه دارد.

پیش‌بینی دی بروگلی در مورد ماهیت موجی برای الکترون‌ها، اروین شرودینگر را بر آن داشت تا معادله موجی را برای الکترون‌هایی که تحت تأثیر هسته در اتم حرکت می‌کنند، فرض کند. در سال 1926، این معادله، معادله شرودینگر ، نحوه انتشار امواج الکترونی را با موفقیت توصیف کرد. ^[64] به جای ارائه راه حلی که مکان یک الکترون را در طول زمان تعیین می کند، این معادله موج همچنین می تواند برای پیش بینی احتمال یافتن یک الکترون در نزدیکی یک موقعیت، به ویژه موقعیتی نزدیک به جایی که الکترون در فضا محدود شده است، استفاده شود. که معادلات موج الکترونی در زمان تغییر نکردند. این رویکرد منجر به فرمول دوم مکانیک کوانتومی شد (اولین فرمول توسط هایزنبرگ در سال 1925)، و راه حل های معادله شرودینگر، مانند هایزنبرگ، مشتقاتی از حالات انرژی یک الکترون در اتم هیدروژن ارائه کرد که معادل آنهایی بود که مشتق شده بود. اولین بار توسط بور در سال 1913، و به عنوان بازتولید طیف هیدروژن شناخته شد. ^[65] هنگامی که اسپین و برهمکنش بین چندین الکترون قابل توصیف بود، مکانیک کوانتومی امکان پیش‌بینی پیکربندی الکترون‌ها را در اتم‌هایی با عدد اتمی بیشتر از هیدروژن فراهم کرد. ^[66]

در سال 1928، پل دیراک بر اساس کار ولفگانگ پائولی، مدلی از الکترون - معادله دیراک ، مطابق با نظریه نسبیت ، با اعمال ملاحظات نسبیتی و تقارن در فرمول هامیلتونی مکانیک کوانتومی میدان الکترومغناطیسی تولید کرد. ^[67] دیراک به منظور حل برخی مشکلات در معادله نسبیتی خود، در سال 1930 مدلی از خلاء را به عنوان دریای نامتناهی از ذرات با انرژی منفی ایجاد کرد که بعداً دریای دیراک نام گرفت . این باعث شد که او وجود یک پوزیترون، همتای پادماده الکترون را پیش بینی کند. ^{[68] این ذره در سال 1932 توسط} کارل اندرسون کشف شد که پیشنهاد کرد الکترون‌های استاندارد را نگترون نامید و از الکترون به عنوان یک اصطلاح عمومی برای توصیف انواع بار مثبت و منفی استفاده کرد. ^[69]

در سال 1947، ویلیس لمب ، با همکاری دانشجوی فارغ التحصیل رابرت رترفورد ، دریافت که برخی از حالات کوانتومی اتم هیدروژن، که باید انرژی یکسانی داشته باشند، نسبت به یکدیگر تغییر می کنند. این تفاوت تبدیل به تغییر بره نامیده شد . تقریباً در همان زمان، Polykarp Kusch ، با همکاری هنری M. Foley ، کشف کرد که گشتاور مغناطیسی الکترون کمی بزرگتر از پیش‌بینی‌شده توسط نظریه دیراک است. این تفاوت کوچک بعدها گشتاور دوقطبی مغناطیسی غیرعادی الکترون نامیده شد . این تفاوت بعداً توسط نظریه الکترودینامیک کوانتومی که توسط سین-ایتیرو توموناگا ، جولیان شوینگر و ریچارد فاینمن در اواخر دهه 1940 ارائه شد، توضیح داده شد. ^[70]

شتاب دهنده های ذرات

با توسعه شتاب دهنده ذرات در نیمه اول قرن بیستم، فیزیکدانان شروع به کاوش عمیق تر در مورد خواص ذرات زیراتمی کردند . ^[71] اولین تلاش موفقیت آمیز برای شتاب دادن به الکترون ها با استفاده از القای الکترومغناطیسی در سال 1942 توسط دونالد کرست انجام شد . بتاترون اولیه او به انرژی 2.3 مگا ولت رسید، در حالی که بتاترون های بعدی به 300 مگا ولت رسیدند. در سال 1947، تشعشع سینکروترون با سینکروترون الکترونی 70 مگا الکترونی در جنرال الکتریک کشف شد . این تابش ناشی از شتاب الکترون ها از طریق میدان مغناطیسی است که آنها نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند. ^[72]

با انرژی پرتو 1.5 GeV، اولین برخورد دهنده ذرات پرانرژی ADONE بود که در سال 1968 شروع به کار کرد ^. هدف با یک الکترون ^[74] برخورد دهنده بزرگ الکترون-پوزیترون (LEP) در سرن ، که از سال 1989 تا 2000 عملیاتی بود، به انرژی برخورد 209 گیگا ولت دست یافت و اندازه گیری های مهمی را برای مدل استاندارد فیزیک ذرات انجام داد. ^{[75] [76]}

محصور شدن تک تک الکترون ها

اکنون می‌توان تک تک الکترون‌ها را به راحتی در ترانزیستورهای CMOS بسیار کوچک ( L = 20 نانومتر ، W = 20 نانومتر ) که در دمای برودتی در محدوده‌ای از -269 درجه سانتی‌گراد (4K  ) تا حدود -258 درجه سانتی‌گراد (15K  ) کار می‌کنند، محدود کرد . ^[77] تابع موج الکترون در یک شبکه نیمه هادی پخش می شود و به طور ناچیزی با الکترون های باند ظرفیت برهمکنش می کند، بنابراین می توان آن را در فرمالیسم تک ذره، با جایگزین کردن جرم آن با تانسور جرم موثر ، درمان کرد .

خصوصیات

طبقه بندی

مدل استاندارد ذرات بنیادی الکترون (نماد e) در سمت چپ قرار دارد.

در مدل استاندارد فیزیک ذرات، الکترون‌ها متعلق به گروه ذرات زیراتمی به نام لپتون هستند که اعتقاد بر این است که ذرات بنیادی یا بنیادی هستند . الکترون ها کمترین جرم را در بین هر لپتون باردار (یا ذره باردار الکتریکی از هر نوع) دارند و به نسل اول ذرات بنیادی تعلق دارند. ^[78] نسل دوم و سوم حاوی لپتون‌های باردار، میون و تاو هستند که با الکترون در بار، اسپین و برهم‌کنش یکسان هستند ، اما جرم بیشتری دارند. تفاوت لپتون‌ها با دیگر اجزای اصلی ماده، کوارک‌ها ، به دلیل فقدان برهمکنش قوی است . همه اعضای گروه لپتون فرمیون هستند زیرا همگی اسپین عدد صحیح نیمه فرد دارند. الکترون دارای اسپین است1/2.​ ^[79]

خواص اساسی

جرم ثابت یک الکترون تقریباً است9.109 × 10-31  کیلوگرم ، [ ^80] یا5.489 × 10-4 Da  .^​ با توجه به هم ارزی جرم -انرژی ، این معادل با انرژی سکون 0.511 MeV (8.19 × 10-14  J) است . نسبت بین جرم یک ^پروتون و یک الکترون حدود ۱۸۳۶ است ^. حداقل نیمی از سن کیهان . ^[82]

الکترون ها دارای بار الکتریکی هستند−1.602 176 634 × 10 ⁻¹⁹ کولن ، ^[80] که به عنوان یک واحد بار استاندارد برای ذرات زیر اتمی استفاده می‌شود و بار ابتدایی نیز نامیده می‌شود . در محدوده دقت آزمایشی، بار الکترون با بار پروتون یکسان است، اما با علامت مخالف. ^[83] الکترون معمولا با نماد
ه^-
، و پوزیترون با نماد
ه⁺
. ^{[79] [80]}

الکترون دارای تکانه یا اسپین زاویه ای ذاتی ⁠ استħ/2.​ ^[80] این خاصیت معمولاً با اشاره به الکترون به عنوان ذره اسپین-1/2 بیان می‌شود . ^[79] برای چنین ذرات قدر اسپین ⁠ استħ/2، ^[84] در حالی که نتیجه اندازه گیری یک برآمدگی اسپین روی هر محوری فقط می تواند ± ⁠ باشد .ħ/2. ​علاوه بر اسپین، الکترون دارای یک گشتاور مغناطیسی ذاتی در امتداد محور اسپین خود است. ^{[80] تقریباً برابر با یک} مگنتون بور است ^[85] [ ^d] که یک ثابت فیزیکی است که برابر است با0657 010 9.274 (29) × 10 ⁻²⁴  J⋅T ⁻¹ . ^[86] جهت اسپین با توجه به تکانه الکترون، خاصیت ذرات بنیادی معروف به مارپیچ را مشخص می کند . ^[87]

الکترون هیچ زیرساخت شناخته شده ای ندارد . ^{[1] [88]} با این وجود، در فیزیک ماده متراکم ، جداسازی اسپین-بار می‌تواند در برخی مواد رخ دهد. در چنین مواردی، الکترون ها به سه ذره مستقل، اسپینون ، اوربیتون و هولون (یا چارگون) تقسیم می شوند. الکترون را همیشه می توان از نظر تئوری به عنوان یک حالت محدود از این سه در نظر گرفت، با اسپینون حامل اسپین الکترون، اوربیتون حامل درجه آزادی مداری و چارگون حامل بار، اما در شرایط خاصی می توانند به عنوان شبه ذرات مستقل رفتار کنند. . ^{[89] [90] [91]}

موضوع شعاع الکترون یک مشکل چالش برانگیز فیزیک نظری مدرن است. پذیرش فرضیه شعاع محدود الکترون با مقدمات نظریه نسبیت ناسازگار است. از سوی دیگر، یک الکترون نقطه مانند (شعاع صفر) به دلیل خود انرژی الکترون که به بی نهایت تمایل دارد، مشکلات ریاضی جدی ایجاد می کند. ^[92] مشاهده یک الکترون منفرد در یک تله پنینگ حد بالایی شعاع ذره را 10-22 متر نشان می ^دهد  . ^[93] مرز بالایی شعاع الکترون 10-18 ^متر  [ ^94] را می توان با استفاده از رابطه عدم قطعیت در انرژی به دست آورد. همچنین یک ثابت فیزیکی به نام " شعاع الکترونی کلاسیک " وجود دارد که مقدار آن بسیار بیشتر است2.8179 × 10-15  متر ، ^بزرگتر از شعاع پروتون. با این حال، اصطلاحات از یک محاسبه ساده که اثرات مکانیک کوانتومی را نادیده می گیرد، به دست می آید . در واقع، به اصطلاح شعاع الکترونی کلاسیک ارتباط چندانی با ساختار بنیادی واقعی الکترون ندارد. ^{[95] [96] [e]}

ذرات بنیادی وجود دارند که خود به خود به ذرات کم جرم تبدیل می شوند . به عنوان مثال میون است ، با طول عمر متوسط2.2 × 10-6  ثانیه، که به یک الکترون، یک نوترینوی میون ^و یک آنتی نوترینوی الکترونی تجزیه می شود . از سوی دیگر، تصور می‌شود که الکترون در زمینه‌های نظری پایدار است: الکترون کم جرم‌ترین ذره با بار الکتریکی غیرصفر است، بنابراین فروپاشی آن بقای بار را نقض می‌کند . ^[97] کران پایین تجربی برای میانگین طول عمر الکترون است6.6 × 10 ²⁸ سال، در سطح اطمینان 90٪ . ^{[9] [98] [99]}

خواص کوانتومی

مانند تمام ذرات، الکترون ها می توانند مانند امواج عمل کنند. این دوگانگی موج - ذره نامیده می شود و می توان با استفاده از آزمایش دو شکاف نشان داد .

ماهیت موج مانند الکترون به آن اجازه می دهد تا از میان دو شکاف موازی به طور همزمان عبور کند، نه فقط از یک شکاف که در مورد یک ذره کلاسیک وجود دارد. در مکانیک کوانتومی، خاصیت موج مانند یک ذره را می توان از نظر ریاضی به عنوان یک تابع با ارزش پیچیده ، تابع موج ، که معمولاً با حرف یونانی psi ( ψ ) نشان داده می شود، توصیف کرد. وقتی قدر مطلق این تابع مجذور می شود ، احتمال مشاهده ذره در نزدیکی یک مکان را می دهد - چگالی احتمال . ^{[100] : 162-218}

مثالی از تابع موج ضد متقارن برای حالت کوانتومی دو فرمیون یکسان در یک جعبه تک بعدی که هر محور افقی مربوط به موقعیت یک ذره است. اگر جای ذرات عوض شود، تابع موج علامت خود را معکوس می کند.

الکترون ها ذرات یکسانی هستند زیرا نمی توان آنها را از طریق خواص فیزیکی ذاتی خود از یکدیگر متمایز کرد. در مکانیک کوانتومی، این به این معنی است که یک جفت الکترون برهم کنش باید بتوانند موقعیت‌های خود را بدون تغییر قابل مشاهده در وضعیت سیستم عوض کنند. تابع موج فرمیون ها، از جمله الکترون ها، ضد متقارن است، به این معنی که با تعویض دو الکترون علامت تغییر می کند. یعنی ψ ( r ₁ , r ₂ ) = − ψ ( r ₂ , r ₁ ) , که در آن متغیرهای r ₁ و r ₂ به ترتیب با الکترون های اول و دوم مطابقت دارند. از آنجایی که قدر مطلق با مبادله علامت تغییر نمی کند، این با احتمالات برابر مطابقت دارد. بوزون‌ها ، مانند فوتون، در عوض توابع موج متقارن دارند. ^{[100] : 162-218}

در مورد ضد تقارن، راه حل های معادله موج برای الکترون های برهم کنش منجر به احتمال صفر می شود که هر جفت مکان یا حالت یکسانی را اشغال کند. این امر مسئول اصل طرد پائولی است که مانع از اشغال هر دو الکترون یک حالت کوانتومی می شود. این اصل بسیاری از خواص الکترون ها را توضیح می دهد. برای مثال، باعث می‌شود گروه‌هایی از الکترون‌های مقید، اوربیتال‌های مختلفی را در یک اتم اشغال کنند، نه اینکه همه در یک مدار روی هم همپوشانی داشته باشند. ^{[100] : 162-218}

ذرات مجازی

در یک تصویر ساده شده، که اغلب تمایل به ارائه ایده اشتباه دارد، اما ممکن است برای نشان دادن برخی جنبه ها مفید باشد، هر فوتون مدتی را به عنوان ترکیبی از یک الکترون مجازی به اضافه پاد ذره آن، پوزیترون مجازی، صرف می کند که مدت کوتاهی پس از آن به سرعت یکدیگر را از بین می برند . ^[101] ترکیبی از تغییرات انرژی مورد نیاز برای ایجاد این ذرات، و زمانی که در طی آن وجود دارند، در زیر آستانه تشخیص پذیری قرار می‌گیرند که توسط رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ ، ΔE ·  Δ t  ≥  ħ بیان شده است . در واقع، انرژی مورد نیاز برای ایجاد این ذرات مجازی، ΔE ، را می توان از خلاء برای یک دوره زمانی، Δ t، "قرض گرفت" ، به طوری که محصول آنها بیش از ثابت پلانک کاهش یافته ، ħ ≈ نباشد .6.6 × 10-16  eV· ^s . بنابراین، برای یک الکترون مجازی، Δ t حداکثر است1.3 × 10-21  ثانیه .^{​ [102]}

تصویری شماتیک از جفت‌های الکترون-پوزیترون مجازی که به‌طور تصادفی نزدیک یک الکترون ظاهر می‌شوند (در سمت چپ پایین)

در حالی که یک جفت مجازی الکترون-پوزیترون وجود دارد، نیروی کولن ناشی از میدان الکتریکی محیط اطراف الکترون باعث می‌شود که پوزیترون ایجاد شده به سمت الکترون اصلی جذب شود، در حالی که یک الکترون ایجاد شده دافعه را تجربه می‌کند. این باعث می شود که قطبش خلاء نامیده می شود . در واقع، خلاء مانند یک محیط عمل می کند که دارای گذردهی دی الکتریک بیشتر از واحد است . بنابراین بار موثر یک الکترون در واقع کوچکتر از مقدار واقعی آن است و با افزایش فاصله از الکترون، بار کاهش می یابد. ^{[103] [104] این قطبش به طور تجربی در سال 1997 با استفاده از شتاب دهنده ذرات} TRISTAN ژاپنی تایید شد . ^[105] ذرات مجازی یک اثر محافظ قابل مقایسه برای جرم الکترون ایجاد می کنند. ^[106]

تعامل با ذرات مجازی همچنین انحراف کوچک (حدود 0.1٪) گشتاور مغناطیسی ذاتی الکترون از مگنتون بور ( گمان مغناطیسی غیرعادی ) را توضیح می دهد. ^{[85] [107]} توافق فوق‌العاده دقیق این تفاوت پیش‌بینی‌شده با مقدار تعیین‌شده تجربی به عنوان یکی از دستاوردهای بزرگ الکترودینامیک کوانتومی در نظر گرفته می‌شود . ^[108]

پارادوکس ظاهری در فیزیک کلاسیک الکترون ذره نقطه ای که دارای تکانه زاویه ای ذاتی و گشتاور مغناطیسی است را می توان با تشکیل فوتون های مجازی در میدان الکتریکی تولید شده توسط الکترون توضیح داد. این فوتون‌ها را می‌توان به‌طور اکتشافی در نظر گرفت که باعث می‌شوند الکترون به شکلی لرزان جابجا شود (معروف به zitterbewegung )، که منجر به یک حرکت دایره‌ای خالص با گذر می‌شود . ^[109] این حرکت هم اسپین و هم گشتاور مغناطیسی الکترون را تولید می کند. ^[14] در اتم‌ها، این ایجاد فوتون‌های مجازی تغییر بره مشاهده‌شده در خطوط طیفی را توضیح می‌دهد . ^[103] طول موج کامپتون نشان می دهد که در نزدیکی ذرات بنیادی مانند الکترون، عدم قطعیت انرژی امکان ایجاد ذرات مجازی در نزدیکی الکترون را فراهم می کند. این طول موج "ایستا" ذرات مجازی را در اطراف ذرات بنیادی در فاصله نزدیک توضیح می دهد.

تعامل

یک الکترون میدان الکتریکی ایجاد می کند که بر ذره ای با بار مثبت مانند پروتون نیروی جاذبه و بر ذره ای با بار منفی نیروی دافعه وارد می کند. قدرت این نیرو در تقریب غیر نسبیتی توسط قانون مربع معکوس کولن تعیین می شود . ^{[110] : 58-61} هنگامی که یک الکترون در حرکت است، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند . ^{[100] : 140} قانون آمپر-مکسول میدان مغناطیسی را به حرکت جرمی الکترون ها ( جریان ) نسبت به یک ناظر مرتبط می کند. این خاصیت القایی میدان مغناطیسی را تامین می کند که موتور الکتریکی را به حرکت در می آورد . ^[111] میدان الکترومغناطیسی یک ذره باردار متحرک دلخواه با پتانسیل های Liénard-Wiechert بیان می شود که حتی زمانی که سرعت ذره نزدیک به سرعت نور باشد ( نسبیتی ) معتبر است. ^{[110] : 429-434}

یک ذره با بار q (در سمت چپ) با سرعت v در یک میدان مغناطیسی B که به سمت بیننده است حرکت می کند. برای یک الکترون، q منفی است، بنابراین یک مسیر منحنی به سمت بالا را دنبال می کند.

هنگامی که یک الکترون در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، تحت تأثیر نیروی لورنتز قرار می گیرد که عمود بر صفحه تعیین شده توسط میدان مغناطیسی و سرعت الکترون عمل می کند. این نیروی مرکزگرا باعث می شود که الکترون یک مسیر مارپیچ را در میدان در شعاع به نام ژیروادیوس طی کند . شتاب حاصل از این حرکت انحنای الکترون را وادار می کند تا انرژی را به شکل تابش سنکروترون بتاباند. ^{[112] [f] [100] : 160} گسیل انرژی به نوبه خود باعث پس زدن الکترون می شود که به نام نیروی آبراهام-لورنتز-دیراک شناخته می شود ، که اصطکاکی ایجاد می کند که الکترون را کند می کند. این نیرو در اثر واکنش معکوس میدان خود الکترون بر روی خود ایجاد می شود. ^[113]

در اینجا، Bremsstrahlung توسط یک الکترون e منحرف شده توسط میدان الکتریکی یک هسته اتم تولید می شود. تغییر انرژی E ₂  -  E ₁ فرکانس f فوتون گسیل شده را تعیین می کند.

فوتون ها واسطه برهمکنش های الکترومغناطیسی بین ذرات در الکترودینامیک کوانتومی هستند . یک الکترون جدا شده با سرعت ثابت نمی تواند یک فوتون واقعی ساطع یا جذب کند. انجام این کار پایستگی انرژی و تکانه را نقض می کند . در عوض، فوتون های مجازی می توانند حرکت بین دو ذره باردار را انتقال دهند. برای مثال، این تبادل فوتون های مجازی، نیروی کولن را تولید می کند. ^[114] انتشار انرژی می تواند زمانی رخ دهد که یک الکترون متحرک توسط یک ذره باردار مانند پروتون منحرف شود. کاهش سرعت الکترون منجر به گسیل تابش برمسترالونگ می شود . ^[115]

برخورد غیر کشسان بین یک فوتون (نور) و یک الکترون منفرد (آزاد) پراکندگی کامپتون نامیده می شود . این برخورد منجر به انتقال تکانه و انرژی بین ذرات می شود که طول موج فوتون را با مقداری به نام تغییر کامپتون تغییر می دهد . ^[g] حداکثر بزرگی این تغییر طول موج h / m _e c است که به عنوان طول موج کامپتون شناخته می شود . ^[116] برای یک الکترون، مقدار آن برابر است2.43 × 10-12  متر .^{​ [80]} هنگامی که طول موج نور طولانی است (به عنوان مثال، طول موج نور مرئی 0.4-0.7 میکرومتر است) تغییر طول موج ناچیز می شود. چنین برهمکنشی بین نور و الکترون های آزاد، پراکندگی تامسون یا پراکندگی خطی تامسون نامیده می شود. ^[117]

قدرت نسبی برهمکنش الکترومغناطیسی بین دو ذره باردار، مانند یک الکترون و یک پروتون، توسط ثابت ساختار ریز به دست می‌آید . این مقدار یک کمیت بدون بعد است که از نسبت دو انرژی تشکیل می شود: انرژی الکترواستاتیک جاذبه (یا دافعه) در جدایی از یک طول موج کامپتون، و انرژی باقیمانده بار. با α  ≈  داده می شود0.007 297 353 ، ^[118] که تقریباً برابر است با ⁠1/137.​

هنگامی که الکترون ها و پوزیترون ها با هم برخورد می کنند، یکدیگر را از بین می برند و دو یا چند فوتون پرتو گاما ایجاد می کنند. اگر الکترون و پوزیترون تکانه ناچیزی داشته باشند، یک اتم پوزیترونیوم می تواند قبل از نابودی به دو یا سه فوتون پرتو گاما با مجموع 1.022 مگا ولت تشکیل شود. ^{[119] [120]} از سوی دیگر، یک فوتون با انرژی بالا می‌تواند با فرآیندی به نام تولید جفت به یک الکترون و یک پوزیترون تبدیل شود ، اما فقط در حضور یک ذره باردار نزدیک، مانند هسته. ^{[121] [122]}

در تئوری برهمکنش الکتروضعیف ، جزء سمت چپ تابع موج الکترون یک دوتایی ضعیف ایزواسپینی با نوترینوی الکترونی تشکیل می‌دهد . این بدان معناست که در طول برهمکنش های ضعیف ، نوترینوهای الکترون مانند الکترون ها رفتار می کنند. هر یک از اعضای این دوتایی می تواند با گسیل یا جذب a تحت یک برهمکنش جریان باردار قرار گیرد
دبلیو
و به عضو دیگر تبدیل شود. بار در طول این واکنش حفظ می‌شود، زیرا بوزون W نیز باری را حمل می‌کند و هر تغییر خالصی را در طول تغییر شکل خنثی می‌کند. فعل و انفعالات جریان باردار مسئول پدیده واپاشی بتا در یک اتم رادیواکتیو هستند. هر دو الکترون و نوترینو الکترون می توانند تحت یک برهمکنش جریان خنثی از طریق a قرار گیرندز0تبادل، و این مسئول پراکندگی الاستیک نوترینو-الکترون است . ^[123]

اتم ها و مولکول ها

چگالی احتمال برای چند اوربیتال اتم هیدروژن اول، که در مقطع دیده می شود. سطح انرژی یک الکترون محدود، اوربیتال اشغال شده را تعیین می کند و رنگ، احتمال یافتن الکترون را در یک موقعیت معین منعکس می کند.

یک الکترون را می توان با نیروی جذاب کولن به هسته اتم متصل کرد . به سیستمی متشکل از یک یا چند الکترون متصل به یک هسته، اتم می گویند. اگر تعداد الکترون ها با بار الکتریکی هسته متفاوت باشد، چنین اتمی را یون می نامند . رفتار موج مانند یک الکترون محدود با تابعی به نام اوربیتال اتمی توصیف می شود . هر اوربیتال مجموعه ای از اعداد کوانتومی خاص خود را دارد مانند انرژی، تکانه زاویه ای و طرح تکانه زاویه ای، و تنها مجموعه ای گسسته از این اوربیتال ها در اطراف هسته وجود دارد. بر اساس اصل طرد پائولی، هر اوربیتال می‌تواند توسط حداکثر دو الکترون اشغال شود که باید در عدد کوانتومی اسپین آنها متفاوت باشد .

الکترون‌ها می‌توانند بین اوربیتال‌های مختلف از طریق گسیل یا جذب فوتون‌ها با انرژی منطبق بر اختلاف پتانسیل، انتقال پیدا کنند. ^{[124] : 159-160} روش های دیگر انتقال مداری عبارتند از برخورد با ذرات، مانند الکترون ها، و اثر اوگر . ^[125] برای فرار از اتم، انرژی الکترون باید بالاتر از انرژی اتصال آن به اتم افزایش یابد. این اتفاق می افتد، به عنوان مثال، با اثر فوتوالکتریک ، که در آن یک فوتون فرودی بیش از انرژی یونیزاسیون اتم توسط الکترون جذب می شود. ^{[124] : 127-132}

تکانه زاویه ای مداری الکترون ها کوانتیزه می شود . از آنجایی که الکترون باردار است، یک گشتاور مغناطیسی مداری ایجاد می کند که متناسب با تکانه زاویه ای است. گشتاور مغناطیسی خالص یک اتم برابر است با مجموع بردار گشتاورهای مغناطیسی مداری و اسپینی همه الکترون ها و هسته. گشتاور مغناطیسی هسته در مقایسه با الکترون ها ناچیز است. گشتاورهای مغناطیسی الکترون هایی که اوربیتال یکسانی را اشغال می کنند، به نام الکترون های زوجی، یکدیگر را خنثی می کنند. ^[126]

پیوند شیمیایی بین اتم ها در نتیجه برهمکنش های الکترومغناطیسی اتفاق می افتد، همانطور که توسط قوانین مکانیک کوانتومی توضیح داده شده است. ^[127] قوی‌ترین پیوندها با اشتراک یا انتقال الکترون‌ها بین اتم‌ها تشکیل می‌شوند که امکان تشکیل مولکول‌ها را فراهم می‌کند . ^[17] درون یک مولکول، الکترون‌ها تحت تأثیر چندین هسته حرکت می‌کنند و اوربیتال‌های مولکولی را اشغال می‌کنند . تا آنجا که می توانند اوربیتال های اتمی را در اتم های جدا شده اشغال کنند. ^[128] یک عامل اساسی در این ساختارهای مولکولی وجود جفت الکترون است . اینها الکترون هایی با اسپین های مخالف هستند که به آنها اجازه می دهد اوربیتال مولکولی مشابهی را بدون نقض اصل طرد پائولی (مثل اتم ها) اشغال کنند. اوربیتال های مولکولی مختلف دارای توزیع فضایی متفاوتی از چگالی الکترون هستند. برای مثال، در جفت‌های پیوندی (یعنی در جفت‌هایی که در واقع اتم‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند) الکترون‌ها را می‌توان با حداکثر احتمال در حجم نسبتاً کمی بین هسته‌ها یافت. در مقابل، در جفت‌های غیرپیوندی، الکترون‌ها در حجم زیادی در اطراف هسته‌ها توزیع می‌شوند. ^[129]

رسانایی

تخلیه رعد و برق عمدتاً از جریان الکترون تشکیل شده است. ^[130] پتانسیل الکتریکی مورد نیاز برای رعد و برق می تواند توسط یک اثر تریبوالکتریک تولید شود. ^{[131] [132]}

اگر جسمی بیشتر یا کمتر از مقدار مورد نیاز برای تعادل بار مثبت هسته‌ها داشته باشد، آن جسم دارای بار الکتریکی خالص است. هنگامی که الکترون بیش از حد وجود داشته باشد، گفته می شود جسم دارای بار منفی است. هنگامی که تعداد الکترون‌های کمتر از تعداد پروتون‌ها در هسته وجود داشته باشد، جسم دارای بار مثبت است. هنگامی که تعداد الکترون ها و تعداد پروتون ها برابر باشند، بارهای آنها یکدیگر را خنثی می کنند و گفته می شود جسم از نظر الکتریکی خنثی است. یک جسم ماکروسکوپی می تواند از طریق مالش، توسط اثر تریبوالکتریک، بار الکتریکی ایجاد کند . ^[133]

الکترون های مستقلی که در خلاء حرکت می کنند، الکترون های آزاد نامیده می شوند . الکترون‌های موجود در فلزات نیز طوری رفتار می‌کنند که انگار آزاد هستند. در واقع، ذراتی که معمولاً در فلزات و سایر جامدات الکترون نامیده می‌شوند، شبه الکترون‌ها هستند - شبه ذرات ، که دارای بار الکتریکی، اسپین و گشتاور مغناطیسی مشابه الکترون‌های واقعی هستند، اما ممکن است جرم متفاوتی داشته باشند. ^[134] هنگامی که الکترون‌های آزاد - چه در خلاء و چه در فلزات - حرکت می‌کنند، یک جریان بار خالص به نام جریان الکتریکی تولید می‌کنند که یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. به همین ترتیب یک جریان می تواند توسط یک میدان مغناطیسی در حال تغییر ایجاد شود. این فعل و انفعالات با معادلات ماکسول به صورت ریاضی توصیف می شوند . ^[135]

در یک دمای معین، هر ماده دارای رسانایی الکتریکی است که مقدار جریان الکتریکی را هنگام اعمال پتانسیل الکتریکی تعیین می کند. نمونه هایی از رسانای خوب شامل فلزاتی مانند مس و طلا است، در حالی که شیشه و تفلون رسانای ضعیفی هستند. در هر ماده دی الکتریک ، الکترون ها به اتم های مربوطه خود متصل می مانند و ماده مانند یک عایق عمل می کند . اکثر نیمه هادی ها دارای سطح رسانایی متغیری هستند که بین حداکثر هدایت و عایق قرار دارد. ^[136] از سوی دیگر، فلزات دارای ساختار نوار الکترونیکی حاوی نوارهای الکترونیکی نیمه پر شده هستند . وجود چنین نوارهایی به الکترون‌های فلزات اجازه می‌دهد طوری رفتار کنند که انگار الکترون‌های آزاد یا غیرمحلی هستند . این الکترون‌ها با اتم‌های خاصی مرتبط نیستند، بنابراین هنگامی که یک میدان الکتریکی اعمال می‌شود، آزادند مانند یک گاز (به نام گاز فرمی ) ^[137] در میان ماده بسیار شبیه الکترون‌های آزاد حرکت کنند.

به دلیل برخورد بین الکترون ها و اتم ها، سرعت رانش الکترون ها در یک رسانا در حد میلی متر بر ثانیه است. با این حال، سرعتی که در آن تغییر جریان در یک نقطه از ماده باعث تغییر در جریان‌ها در قسمت‌های دیگر ماده می‌شود، سرعت انتشار معمولاً حدود 75 درصد سرعت نور است. ^[138] این اتفاق می‌افتد زیرا سیگنال‌های الکتریکی به صورت موج منتشر می‌شوند و سرعت آن به ثابت دی‌الکتریک ماده وابسته است. ^[139]

فلزات رسانای نسبتاً خوبی برای گرما می‌سازند، در درجه اول به این دلیل که الکترون‌های غیرمحلی برای انتقال انرژی حرارتی بین اتم‌ها آزادند. با این حال، بر خلاف هدایت الکتریکی، رسانایی حرارتی یک فلز تقریباً مستقل از دما است. این به صورت ریاضی توسط قانون Wiedemann-Franz بیان می شود ، ^[137] که بیان می کند که نسبت هدایت حرارتی به رسانایی الکتریکی با دما متناسب است. اختلال حرارتی در شبکه فلزی، مقاومت الکتریکی ماده را افزایش می‌دهد و وابستگی دمایی برای جریان الکتریکی ایجاد می‌کند. ^[140]

هنگامی که مواد در زیر نقطه ای به نام دمای بحرانی سرد می شوند ، می توانند تحت یک انتقال فاز قرار گیرند که در آن تمام مقاومت خود را در برابر جریان الکتریکی از دست می دهند، در فرآیندی به نام ابررسانایی . در تئوری BCS ، جفت الکترون‌هایی که جفت‌های کوپر نامیده می‌شوند، از طریق ارتعاشات شبکه‌ای به نام فونون‌ها با ماده مجاور جفت می‌شوند و در نتیجه از برخورد با اتم‌هایی که معمولاً مقاومت الکتریکی ایجاد می‌کنند، جلوگیری می‌کنند. ^[141] (شعاع جفت‌های کوپر تقریباً 100 نانومتر است، بنابراین می‌توانند روی یکدیگر همپوشانی داشته باشند.) ^[142] با این حال، مکانیسم عملکرد ابررساناهای دمای بالاتر نامشخص است.

الکترون‌های درون جامدات رسانا، که خود شبه ذرات هستند، وقتی در دمای نزدیک به صفر مطلق محصور می‌شوند، طوری رفتار می‌کنند که انگار به سه شبه ذره دیگر تقسیم شده‌اند : اسپینون‌ها ، اوربیتون‌ها و هولون‌ها . ^{[143] [144]} اولی حامل اسپین و گشتاور مغناطیسی است، بعدی مکان مداری خود را حمل می کند و دومی بار الکتریکی.

حرکت و انرژی

طبق نظریه نسبیت خاص انیشتین ، با نزدیک شدن سرعت الکترون به سرعت نور ، از دید ناظر جرم نسبیتی آن افزایش می‌یابد و در نتیجه شتاب دادن به آن از درون چارچوب مرجع ناظر دشوارتر می‌شود. سرعت یک الکترون می تواند به سرعت نور در خلاء، c . با این حال، وقتی الکترون‌های نسبیتی (یعنی الکترون‌هایی که با سرعت نزدیک به c حرکت می‌کنند ) به یک محیط دی‌الکتریک مانند آب تزریق می‌شوند، جایی که سرعت محلی نور به طور قابل‌توجهی کمتر از c است ، الکترون‌ها به طور موقت سریع‌تر از نور در محیط حرکت می‌کنند. . همانطور که آنها با محیط تعامل دارند، نور ضعیفی به نام تابش چرنکوف تولید می کنند . ^[145]

عامل لورنتس به عنوان تابعی از سرعت. از مقدار 1 شروع می شود و با نزدیک شدن v به c تا بی نهایت می رود .

اثرات نسبیت خاص مبتنی بر کمیتی است که به عنوان عامل لورنتس شناخته می‌شود ، که در آن v سرعت ذره است. انرژی جنبشی K _e یک الکترون که با سرعت v حرکت می کند : ${\displaystyle \scriptstyle \gamma =1/{\sqrt {1-{v^{2}}/{c^{2}}}}}$

${\displaystyle \displaystyle K_{\mathrm {e} }=(\gamma -1)m_{\mathrm {e} }c^{2},}$

جایی که m _e جرم الکترون است. به عنوان مثال، شتاب دهنده خطی استانفورد می تواند یک الکترون را تا حدود 51 گیگا ولت شتاب دهد . ^[146] از آنجایی که یک الکترون مانند یک موج رفتار می کند، در یک سرعت معین دارای طول موج مشخصه دو بروگلی است . این با λ _e  =  h / p داده می شود که در آن h ثابت پلانک و p تکانه است. ^[60] برای الکترون 51 GeV در بالا، طول موج حدوداً است2.4 × 10-17  متر ، به اندازه کافی ^کوچک برای کشف ساختارهایی بسیار کمتر از اندازه یک هسته اتم. ^[147]

تشکیل

تولید جفت الکترون و پوزیترون، ناشی از نزدیک شدن فوتون به هسته اتمی. نماد رعد و برق نشان دهنده تبادل یک فوتون مجازی است، بنابراین یک نیروی الکتریکی عمل می کند. زاویه بین ذرات بسیار کوچک است. ^[148]

نظریه بیگ بنگ پذیرفته شده ترین نظریه علمی برای توضیح مراحل اولیه تکامل کیهان است. ^[149] برای اولین میلی ثانیه از انفجار بزرگ، دما بیش از 10 میلیارد  کلوین بود و فوتون ها دارای انرژی متوسط ​​بیش از یک میلیون الکترون ولت بودند . این فوتون ها به اندازه کافی پرانرژی بودند که می توانستند با یکدیگر واکنش نشان دهند و جفت الکترون و پوزیترون تشکیل دهند. به همین ترتیب، جفت‌های پوزیترون-الکترون یکدیگر را نابود کردند و فوتون‌های پرانرژی ساطع کردند:

γ+
γ
↔ه++
ه^-

تعادل بین الکترون ها، پوزیترون ها و فوتون ها در این مرحله از تکامل کیهان حفظ شد. با این حال، پس از گذشت 15 ثانیه، دمای جهان به زیر آستانه ای که تشکیل الکترون-پوزیترون می تواند رخ دهد کاهش یافت. بیشتر الکترون‌ها و پوزیترون‌های باقی‌مانده یکدیگر را نابود کردند و تابش گاما آزاد کردند که برای مدت کوتاهی جهان را دوباره گرم کرد. ^[150]

به دلایلی که نامشخص باقی می‌مانند، در طول فرآیند نابودی، تعداد ذرات بیش از پادذره وجود داشت. از این رو، حدود یک الکترون به ازای هر میلیارد جفت الکترون-پوزیترون زنده ماند. این مازاد با مازاد پروتون ها نسبت به پادپروتون ها مطابقت داشت، در شرایطی که به نام عدم تقارن باریون شناخته می شود ، و در نتیجه بار خالص برای جهان صفر است. ^{[151] [152]} پروتون‌ها و نوترون‌های باقی‌مانده شروع به شرکت در واکنش‌ها با یکدیگر کردند - در فرآیندی که به عنوان سنتز هسته شناخته می‌شود ، ایزوتوپ‌های هیدروژن و هلیوم را با مقادیر کمی لیتیوم تشکیل دادند . این روند پس از حدود پنج دقیقه به اوج خود رسید. ^[153] هر نوترون باقیمانده تحت واپاشی بتای منفی با نیمه عمر حدود هزار ثانیه قرار گرفت و در این فرآیند یک پروتون و الکترون آزاد شد.

n→ص+
ه^-
+νه

برای مورد بعدی300 000 -400000  سال ، الکترون های اضافی آنقدر پرانرژی باقی ماندند که نمی توانستند با هسته اتم متصل شوند . ^[154] آنچه پس از آن رخ داد دوره ای است که به عنوان نوترکیبی شناخته می شود ، زمانی که اتم های خنثی تشکیل شدند و جهان در حال انبساط به تابش شفاف شد. ^[155]

تقریباً یک میلیون سال پس از انفجار بزرگ، اولین نسل از ستارگان شروع به شکل گیری کردند. ^[155] در درون یک ستاره، سنتز هسته ستاره ای منجر به تولید پوزیترون از همجوشی هسته های اتمی می شود. این ذرات ضد ماده بلافاصله با الکترون ها از بین می روند و پرتوهای گاما را آزاد می کنند. نتیجه خالص کاهش پیوسته در تعداد الکترون ها و افزایش مشابه در تعداد نوترون ها است. با این حال، روند تکامل ستاره ها می تواند منجر به سنتز ایزوتوپ های رادیواکتیو شود. ایزوتوپ‌های منتخب متعاقباً می‌توانند تحت واپاشی بتای منفی قرار گیرند و یک الکترون و پادنوترینو از هسته ساطع کنند. ^[156] به عنوان مثال ایزوتوپ کبالت-60 ( ⁶⁰ Co) است که تجزیه می شود و نیکل-60 را تشکیل می دهد .⁶⁰
نی
). ^[157]

یک باران طولانی هوا که توسط پرتوهای کیهانی پرانرژی که به جو زمین برخورد می کند ایجاد می شود

در پایان عمر خود، ستاره ای با جرم بیش از 20 خورشیدی می تواند دچار فروپاشی گرانشی شده و سیاهچاله ای را تشکیل دهد . ^[158] طبق فیزیک کلاسیک ، این اجرام ستاره‌ای عظیم جاذبه گرانشی اعمال می‌کنند که به اندازه کافی قوی است که مانع از خروج هر چیزی، حتی تشعشعات الکترومغناطیسی از شعاع شوارتزشیلد شود . با این حال، اعتقاد بر این است که اثرات مکانیکی کوانتومی به طور بالقوه اجازه انتشار تابش هاوکینگ را در این فاصله می دهد. تصور می‌شود که الکترون‌ها (و پوزیترون‌ها) در افق رویداد این بقایای ستاره‌ای ایجاد می‌شوند .

هنگامی که یک جفت ذره مجازی (مانند الکترون و پوزیترون) در مجاورت افق رویداد ایجاد می شود، موقعیت مکانی تصادفی ممکن است منجر به ظاهر شدن یکی از آنها در بیرون شود. این فرآیند تونل زنی کوانتومی نامیده می شود . پتانسیل گرانشی سیاهچاله می تواند انرژی را تامین کند که این ذره مجازی را به یک ذره واقعی تبدیل می کند و به آن اجازه می دهد به فضا بتابد. ^[159] در عوض، به عضو دیگر جفت انرژی منفی داده می شود که منجر به از دست دادن خالص جرم-انرژی توسط سیاهچاله می شود. سرعت تابش هاوکینگ با کاهش جرم افزایش می‌یابد و در نهایت باعث می‌شود سیاه‌چاله تبخیر شود تا در نهایت منفجر شود. ^[160]

پرتوهای کیهانی ذراتی هستند که با انرژی بالا در فضا حرکت می کنند. رویدادهای انرژی به اندازه3.0 × 10 ²⁰  eV ثبت شده است. ^[161] هنگامی که این ذرات با نوکلئون ها در جو زمین برخورد می کنند ، بارانی از ذرات از جمله پیون ها ایجاد می شود . ^[162] بیش از نیمی از تابش کیهانی مشاهده شده از سطح زمین از میون تشکیل شده است . ذره‌ای که میون نامیده می‌شود، لپتونی است که در اتمسفر بالایی در اثر فروپاشی یک پیون تولید می‌شود.

π-→μ-+νμ

یک میون به نوبه خود می تواند تجزیه شود و یک الکترون یا پوزیترون تشکیل دهد. ^[163]

μ^-
→
ه^-
+νه+νμ

مشاهده

شفق‌های قطبی عمدتاً توسط الکترون‌های پرانرژی که در جو رسوب می‌کنند ایجاد می‌شوند ^[164]

مشاهده از راه دور الکترون ها مستلزم تشخیص انرژی تابشی آنها است. برای مثال، در محیط‌های پرانرژی مانند تاج ستاره، الکترون‌های آزاد پلاسمایی را تشکیل می‌دهند که در اثر تابش برمسترالانگ ، انرژی ساطع می‌کنند . گاز الکترون می تواند تحت نوسانات پلاسما قرار گیرد، که امواج ناشی از تغییرات همزمان در چگالی الکترون است، و این امواج انرژی تولید می کند که با استفاده از تلسکوپ های رادیویی قابل تشخیص است . ^[165]

فرکانس فوتون متناسب با انرژی آن است . هنگامی که یک الکترون مقید بین سطوح مختلف انرژی یک اتم انتقال می یابد، فوتون ها را در فرکانس های مشخصه جذب یا ساطع می کند. به عنوان مثال، هنگامی که اتم ها توسط منبعی با طیف وسیع تابش می شوند، خطوط تاریک متمایز در طیف تابش ارسالی در مکان هایی که فرکانس مربوطه توسط الکترون های اتم جذب می شود ظاهر می شود. هر عنصر یا مولکول مجموعه مشخصه ای از خطوط طیفی مانند سری طیفی هیدروژن را نشان می دهد . هنگامی که تشخیص داده می شود، اندازه گیری های طیف سنجی قدرت و عرض این خطوط اجازه می دهد تا ترکیب و خواص فیزیکی یک ماده مشخص شود. ^{[166] [167]}

در شرایط آزمایشگاهی، برهمکنش‌های تک تک الکترون‌ها را می‌توان با استفاده از آشکارسازهای ذرات مشاهده کرد که امکان اندازه‌گیری ویژگی‌های خاص مانند انرژی، اسپین و بار را فراهم می‌کند. ^[168] توسعه تله پل و تله پنینگ به ذرات باردار اجازه می دهد تا در یک منطقه کوچک برای مدت طولانی نگهداری شوند. این امکان اندازه گیری دقیق خواص ذرات را فراهم می کند. به عنوان مثال، در یک نمونه از تله پنینگ برای نگهداری یک الکترون منفرد برای مدت 10 ماه استفاده شد. ^[169] گشتاور مغناطیسی الکترون با دقت یازده رقم اندازه‌گیری شد که در سال 1980 دقت بیشتری نسبت به هر ثابت فیزیکی دیگری داشت. ^[170]

اولین تصاویر ویدئویی از توزیع انرژی یک الکترون توسط تیمی در دانشگاه لوند در سوئد در فوریه 2008 گرفته شد. دانشمندان از فلاش های بسیار کوتاه نور به نام پالس های آتوثانیه استفاده کردند که امکان مشاهده حرکت الکترون را برای اولین بار فراهم کرد. ^{[171] [172]}

توزیع الکترون ها در مواد جامد را می توان با طیف سنجی انتشار نوری با تفکیک زاویه ای (ARPES) مشاهده کرد. این تکنیک از اثر فوتوالکتریک برای اندازه گیری فضای متقابل استفاده می کند - یک نمایش ریاضی از ساختارهای تناوبی که برای استنتاج ساختار اصلی استفاده می شود. ARPES می تواند برای تعیین جهت، سرعت و پراکندگی الکترون ها در ماده استفاده شود. ^[173]

کاربردهای پلاسما

پرتوهای ذرات

در طول آزمایش تونل باد ناسا ، مدلی از شاتل فضایی توسط پرتوی از الکترون ها مورد هدف قرار می گیرد که اثر گازهای یونیزه کننده در هنگام ورود مجدد را شبیه سازی می کند . ^[174]

از پرتوهای الکترونی در جوشکاری استفاده می شود . ^[175] آنها تراکم انرژی را تا10 ⁷  W·cm ^-2 در عرض یک قطر کانونی باریک 0.1-1.3 میلی متر و معمولاً به مواد پرکننده نیاز ندارند. این روش جوشکاری باید در خلاء انجام شود تا از برهمکنش الکترون ها با گاز قبل از رسیدن به هدف جلوگیری شود و می توان از آن برای اتصال مواد رسانایی که در غیر این صورت برای جوشکاری نامناسب تلقی می شوند، استفاده کرد. ^{[176] [177]}

لیتوگرافی پرتو الکترونی (EBL) روشی برای حکاکی نیمه هادی ها با وضوح کمتر از یک میکرومتر است . ^[178] این تکنیک با هزینه های بالا، عملکرد کند، نیاز به کار با پرتو در خلاء و تمایل الکترون ها به پراکندگی در جامدات محدود می شود. مشکل آخر رزولوشن را به حدود 10 نانومتر محدود می کند. به همین دلیل، EBL در درجه اول برای تولید تعداد کمی از مدارهای مجتمع تخصصی استفاده می شود . ^[179]

پردازش پرتو الکترونی برای تابش مواد به منظور تغییر خواص فیزیکی یا استریل کردن محصولات پزشکی و غذایی استفاده می شود. ^[180] پرتوهای الکترونی شیشه ها را بدون افزایش قابل توجه دما در اثر تابش شدید سیال یا شبه مذاب می کنند: به عنوان مثال تابش الکترونی شدید باعث کاهش چندین مرتبه ویسکوزیته و کاهش تدریجی انرژی فعال سازی آن می شود. ^[181]

شتاب دهنده های ذرات خطی پرتوهای الکترونی را برای درمان تومورهای سطحی در پرتودرمانی تولید می کنند . الکترون درمانی می تواند ضایعات پوستی مانند کارسینوم سلول پایه را درمان کند زیرا یک پرتو الکترونی قبل از جذب فقط تا عمق محدودی نفوذ می کند، معمولاً تا 5 سانتی متر برای انرژی های الکترونی در محدوده 5-20 MeV. می توان از پرتو الکترونی برای تکمیل درمان مناطقی که توسط اشعه ایکس تابش شده است استفاده کرد . ^{[182] [183]}

شتاب دهنده های ذرات از میدان های الکتریکی برای به حرکت درآوردن الکترون ها و پادذرات آنها به سمت انرژی های بالا استفاده می کنند. این ذرات با عبور از میدان های مغناطیسی تابش سینکروترون ساطع می کنند. وابستگی شدت این تابش به اسپین، پرتو الکترونی را قطبی می کند - فرآیندی که به عنوان اثر سوکولوف-ترنوف شناخته می شود . ^[h] پرتوهای الکترونی قطبی شده می توانند برای آزمایش های مختلف مفید باشند. تابش سنکروترون همچنین می تواند پرتوهای الکترونی را خنک کند تا انتشار تکانه ذرات را کاهش دهد. پرتوهای الکترون و پوزیترون با شتاب گرفتن ذرات به انرژی مورد نیاز برخورد می کنند. آشکارسازهای ذرات انتشار انرژی حاصل را مشاهده می کنند که فیزیک ذرات آن را مطالعه می کند. ^[184]

تصویربرداری

پراش الکترون کم انرژی (LEED) روشی است برای بمباران یک ماده کریستالی با پرتوهای همسو شده از الکترون ها و سپس مشاهده الگوهای پراش حاصل برای تعیین ساختار ماده. انرژی مورد نیاز الکترون ها معمولاً در محدوده 200-20 eV است. ^[185] تکنیک پراش الکترونی با انرژی بالا بازتابی (RHEED) از بازتاب پرتوی الکترون‌هایی که در زوایای مختلف پایین شلیک می‌شوند برای مشخص کردن سطح مواد کریستالی استفاده می‌کند. انرژی پرتو معمولاً در محدوده 8 تا 20 کو و زاویه تابش 1 تا 4 درجه است. ^{[186] [187]}

میکروسکوپ الکترونی یک پرتو متمرکز از الکترون ها را به سمت یک نمونه هدایت می کند. برخی از الکترون‌ها خواص خود را تغییر می‌دهند، مانند جهت حرکت، زاویه، فاز و انرژی نسبی با برهمکنش پرتو با ماده. میکروسکوپ ها می توانند این تغییرات را در پرتو الکترونی ثبت کنند تا تصاویری با تفکیک اتمی از مواد تولید کنند. ^[188] در نور آبی، میکروسکوپ‌های نوری معمولی دارای تفکیک پذیری محدود با پراش حدود 200 نانومتر هستند. ^[189] در مقایسه، میکروسکوپ های الکترونی با طول موج دو بروگلی الکترون محدود می شوند. این طول موج، برای مثال، برابر با 0.0037 نانومتر برای الکترون‌هایی است که در یک پتانسیل 100000 ولتی شتاب می‌گیرند . ^[190] میکروسکوپ تصحیح شده با انحراف الکترونی انتقالی قادر به وضوح زیر 0.05 نانومتر است که برای تفکیک اتم های منفرد کافی است. ^[191] این قابلیت میکروسکوپ الکترونی را به ابزار آزمایشگاهی مفیدی برای تصویربرداری با وضوح بالا تبدیل می‌کند. با این حال، میکروسکوپ های الکترونی ابزارهای گران قیمتی هستند که نگهداری آنها پرهزینه است.

دو نوع اصلی میکروسکوپ الکترونی وجود دارد: انتقال و اسکن . میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری مانند پروژکتورهای بالای سر عمل می‌کنند ، با پرتوی از الکترون‌ها که از یک برش ماده عبور می‌کنند و سپس توسط عدسی‌ها بر روی یک اسلاید عکاسی یا یک دستگاه همراه با بار پرتاب می‌شوند . میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی یک پرتو الکترونی با فوکوس دقیق، مانند یک دستگاه تلویزیون، در سراسر نمونه مورد مطالعه برای تولید تصویر، شطرنجی می‌کنند . بزرگنمایی ها از 100× تا 1000000× یا بیشتر برای هر دو نوع میکروسکوپ متغیر است. میکروسکوپ تونل زنی روبشی از تونل کوانتومی الکترون ها از یک نوک فلزی تیز به مواد مورد مطالعه استفاده می کند و می تواند تصاویری با تفکیک اتمی از سطح آن تولید کند. ^{[192] [193] [194]}

برنامه های کاربردی دیگر

در لیزر الکترون آزاد (FEL)، یک پرتو الکترونی نسبیتی از یک جفت موج‌سوز عبور می‌کند که حاوی آرایه‌هایی از آهنرباهای دوقطبی است که میدان‌های آنها در جهت‌های متناوب قرار دارند. الکترون ها تشعشع سنکروترونی منتشر می کنند که به طور منسجم با همان الکترون ها برهمکنش می کند تا میدان تابش را در فرکانس تشدید به شدت تقویت کند . FEL می تواند یک تابش الکترومغناطیسی منسجم با درخشندگی بالا با طیف وسیعی از فرکانس ها، از امواج مایکروویو گرفته تا اشعه ایکس نرم، ساطع کند. این دستگاه ها در ساخت، ارتباطات و کاربردهای پزشکی مانند جراحی بافت نرم استفاده می شوند. ^[195]

الکترون‌ها در لوله‌های پرتو کاتدی که به‌طور گسترده‌ای به‌عنوان دستگاه‌های نمایشگر در ابزارآلات آزمایشگاهی، نمایشگرهای رایانه و دستگاه‌های تلویزیون استفاده شده‌اند، مهم هستند . ^[196] در یک لوله فتو ضرب ، هر فوتونی که به فوتوکاتد برخورد می کند ، بهمنی از الکترون ها را آغاز می کند که یک پالس جریان قابل تشخیص تولید می کند. ^[197] لوله‌های خلاء از جریان الکترون‌ها برای دستکاری سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌کنند و نقش مهمی در توسعه فناوری الکترونیک داشتند. با این حال، آنها تا حد زیادی توسط دستگاه های حالت جامد مانند ترانزیستور جایگزین شده اند . ^[198]

همچنین ببینید

• پورتال الکترونیک
• پورتال فیزیک
• پورتال علمی

• هر کسی
• تابش بتا
• الکترود
• حباب الکترونی
• انتشار اگزوالکترون
• g -factor
• لپتون
• لیست ذرات
• جهان تک الکترونی
• سیستم های دوره ای مولکول های کوچک
• اسپینترونیکس
• آزمایش استرن-گرلاخ
• تخلیه تاونسند
• اثر زیمن
• پوزیترون یا پادالکترون یک پاد ذره یا پاد ماده بخش متضاد الکترون است

یادداشت ها

1. پوزیترون گاهی اوقات "ضد الکترون" نامیده می شود.
2. مخرج نسخه کسری معکوس مقدار اعشاری است (همراه با عدم قطعیت استاندارد نسبی آن2.9 × 10-11 ) ^.
3. منابع قدیمی‌تر به‌جای قرارداد مدرن نسبت جرم به بار، بار به جرم را فهرست می‌کنند.
4. بور مگنتون:

   ${\displaystyle \textstyle \mu _{\mathrm {B} }={\frac {e\hbar }{2m_{\mathrm {e} }}}}$

5. شعاع الکترون کلاسیک به صورت زیر مشتق می شود. فرض کنید بار الکترون به طور یکنواخت در یک حجم کروی پخش شده است. از آنجایی که یک قسمت از کره قسمت های دیگر را دفع می کند، کره حاوی انرژی پتانسیل الکترواستاتیکی است. فرض می شود که این انرژی برابر با انرژی استراحت الکترون است که توسط نسبیت خاص ( E  =  mc ² ) تعریف شده است.
   از تئوری الکترواستاتیک ، انرژی پتانسیل یک کره با شعاع r و بار e به صورت زیر بدست می‌آید:

   ${\displaystyle E_{\mathrm {p} }={\frac {e^{2}}{8\pi \varepsilon _{0}r}},}$

   که در آن ε ₀ گذردهی خلاء است . برای الکترونی با جرم سکون m ₀ ، انرژی سکون برابر است با:

   ${\displaystyle \textstyle E_{\mathrm {p} }=m_{0}c^{2},}$

   که در آن c سرعت نور در خلاء است. مساوی کردن آنها و حل r شعاع الکترون کلاسیک را به دست می دهد.
   نگاه کنید به: Haken, Wolf, & Brewer (2005).
6. تابش الکترون های غیر نسبیتی گاهی اوقات تابش سیکلوترون نامیده می شود .
7. تغییر در طول موج، Δλ ، به زاویه پس زدن، θ ، به شرح زیر بستگی دارد.

   ${\displaystyle \textstyle \Delta \lambda ={\frac {h}{m_{\mathrm {e} }c}}(1-\cos \theta ),}$

   که در آن c سرعت نور در خلاء و m _e جرم الکترون است. زامبک (2007) را ببینید. ^{[81] : 393، 396}
8. پلاریزاسیون یک پرتو الکترونی به این معنی است که اسپین های همه الکترون ها در یک جهت قرار می گیرند. به عبارت دیگر، پیش بینی اسپین های همه الکترون ها روی بردار تکانه آنها علامت یکسانی دارند.

مراجع

1. Eichten، EJ; پسکین، من؛ پسکین، م. (1983). "تست های جدید برای زیرساخت کوارک و لپتون". نامه های بررسی فیزیکی 50 (11): 811-814. Bibcode :1983PhRvL..50..811E. doi :10.1103/PhysRevLett.50.811. OSTI  1446807. S2CID  119918703.
2. Farrar، WV (1969). «ریچارد لمینگ و صنعت زغال‌سنگ گاز، با دیدگاه‌هایش در مورد ساختار ماده». سالنامه علم . 25 (3): 243-254. doi :10.1080/00033796900200141.
3. Arabatzis، T. (2006). بازنمایی الکترون ها: رویکردی بیوگرافی به موجودیت های نظری. انتشارات دانشگاه شیکاگو ص 70–74، 96. ISBN 978-0-226-02421-9. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-07 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
4. بوچوالد، جی.زی. وارویک، ا. (2001). تاریخچه الکترون: تولد میکروفیزیک. مطبوعات MIT صص 195-203. شابک 978-0-262-52424-7. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-26 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
5. تامسون، جی جی (1897). "پرتوهای کاتدی". مجله فلسفی . 44 (269): 293-316. doi :10.1080/14786449708621070. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-01-25 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
6. «مقدار CODATA 2022: جرم الکترون». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
7. «2022 CODATA Value: جرم الکترون در u». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
8. «مقدار CODATA 2022: انرژی جرم الکترون معادل بر حسب MeV». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
9. آگوستینی، م. و همکاران ( همکاری بورکسینو ) (2015). "آزمون بقای بار الکتریکی با بورکسینو". نامه های بررسی فیزیکی 115 (23): 231802. arXiv : 1509.01223 . Bibcode : 2015PhRvL.115w1802A. doi :10.1103/PhysRevLett.115.231802. PMID  26684111. S2CID  206265225.
10. «مقدار CODATA 2022: شارژ اولیه». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
11. «مقدار CODATA 2022: گشتاور مغناطیسی الکترون». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
12. «مقدار CODATA 2018: گشتاور مغناطیسی الکترون به نسبت مگنتون بور». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . 20 مه 2019. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2000-12-02 . بازیابی 2022-11-15 .
13. کافی، جری (10 سپتامبر 2010). "الکترون چیست؟" بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 نوامبر 2012 . بازیابی شده در 10 سپتامبر 2010 .
14. Curtis، LJ (2003). ساختار اتمی و طول عمر: یک رویکرد مفهومی انتشارات دانشگاه کمبریج ص 74. شابک 978-0-521-53635-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2020-03-16 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
15. "مقدار CODATA: نسبت جرم پروتون به الکترون". مقادیر توصیه شده CODATA 2006 . موسسه ملی استاندارد و فناوری . بایگانی شده از نسخه اصلی در 28 مارس 2019 . بازبینی شده در 18 جولای 2009 .
16. آناستوپولوس، سی (2008). ذره یا موج: تکامل مفهوم ماده در فیزیک مدرن. انتشارات دانشگاه پرینستون صص 236-237. شابک 978-0-691-13512-0. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2014-09-28 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
17. Pauling، LC (1960). ماهیت پیوند شیمیایی و ساختار مولکول ها و کریستال ها: مقدمه ای بر شیمی ساختاری مدرن (ویرایش سوم). انتشارات دانشگاه کرنل. صص 4-10. شابک 978-0-8014-0333-0.
18. شیپلی، جی تی (1945). Dictionary of Word Origins . کتابخانه فلسفی . ص 133. شابک 978-0-88029-751-6.
19. بنجامین، پارک (1898)، تاریخچه الکتریسیته (افزایش فکری در الکتریسیته) از دوران باستان تا روزگار بنجامین فرانکلین، نیویورک: جی وایلی، ص 315، 484-5، شابک 978-1-313-10605-4
20. کیتلی، جی اف (1999). داستان اندازه گیری های الکتریکی و مغناطیسی: از 500 قبل از میلاد تا دهه 1940. مطبوعات IEEE ص 19-20. شابک 978-0-7803-1193-0. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
21. کاجوری، فلوریان (1917). تاریخچه فیزیک در شاخه های ابتدایی آن: از جمله تکامل آزمایشگاه های فیزیکی. مک میلان.
22. «بنجامین فرانکلین (1706–1790)». دنیای بیوگرافی اریک وایستاین . تحقیق ولفرام . بایگانی شده از نسخه اصلی در 27 اوت 2013 . بازبینی شده در 16 دسامبر 2010 .
23. مایرز، RL (2006). مبانی فیزیک . گروه انتشارات گرین وود . ص 242. شابک 978-0-313-32857-2.
24. بارو، جی دی (1983). "واحدهای طبیعی قبل از پلانک". فصلنامه انجمن سلطنتی نجوم . 24 : 24-26. Bibcode :1983QJRAS..24...24B.
25. اوکامورا، سوگو (1994). تاریخچه لوله های الکترونی IOS Press. ص 11. شابک 978-90-5199-145-1. بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 مه 2016 . بازبینی شده در 29 مه 2015 . در سال 1881، استونی نام این الکترومغناطیسی را "الکترولیون" گذاشت. از سال 1891 به آن "الکترون" نامیده شد. [...] در سال 1906، پیشنهاد برای نامیدن ذرات پرتو کاتدی "الکترون" مطرح شد، اما از نظر لورنتز هلند، "الکترون" به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
26. Stoney، GJ (1894). "از "الکترون" یا اتم الکتریسیته". مجله فلسفی . 38 (5): 418-420. doi :10.1080/14786449408620653. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2020-10-31 . بازیابی شده در 2019-08-25 .
27. "الکترون، n.2". OED آنلاین. مارس 2013. انتشارات دانشگاه آکسفورد. مشاهده شده در 12 آوریل 2013 [1] بایگانی‌شده در 27-04-2021 در ماشین راه‌اندازی
28. سوخانف، ق، ویرایش. (1986). رازها و تاریخچه های کلمه هاتون میفلین. ص 73. شابک 978-0-395-40265-8.
29. Guralnik، DB، ed. (1970). دیکشنری دنیای جدید وبستر . سالن پرنتیس ص 450.
30. متولد، م. Blin-Stoyle، RJ; رادکلیف، جی ام (1989). فیزیک اتمی. پیک دوور . ص 26. شابک 978-0-486-65984-8. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-26 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
31. Plücker, M. (1858-12-01). "XLVI. مشاهدات در مورد تخلیه الکتریکی از طریق گازهای کمیاب". مجله و مجله فلسفی لندن، ادینبورگ و دوبلین و مجله علوم . 16 (109): 408-418. doi :10.1080/14786445808642591. ISSN  1941-5982.
32. Darrigol، Olivier (2003). الکترودینامیک از آمپر تا انیشتین OUP آکسفورد. شابک 978-0-19-850593-8.
33. Leicester, HM (1971). پیشینه تاریخی شیمی. پیک دوور . ص 221-222. شابک 978-0-486-61053-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
34. Whittaker، ET (1951). تاریخچه نظریه های اتر و الکتریسیته . جلد 1. لندن: نلسون.
35. تامسون، جورج (1970). "یک آزمایش تاسف بار: هرتز و ماهیت پرتوهای کاتدی". یادداشت ها و سوابق انجمن سلطنتی لندن . 25 (2): 237-242. doi :10.1098/rsnr.1970.0032. ISSN  0035-9149. JSTOR  530878.
36. DeKosky، RK (1983). "ویلیام کروکس و تلاش برای خلاء مطلق در دهه 1870". سالنامه علم . 40 (1): 1-18. doi :10.1080/00033798300200101.
37. شوستر، آرتور (1890). "تخلیه برق از طریق گازها". مجموعه مقالات انجمن سلطنتی لندن . 47 : 526-559. doi : 10.1098/rspl.1889.0111 . S2CID  96197979.
38. Wilczek, Frank (ژوئن ۲۰۱۲). "تولدت مبارک، الکترون". علمی آمریکایی . بایگانی شده از نسخه اصلی در 2013-11-01 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
39. ترن، تی جی (1976). "رادرفورد در مورد طبقه بندی آلفا-بتا-گاما پرتوهای رادیواکتیو". داعش​ 67 (1): 61-75. doi : 10.1086/351545. JSTOR  231134. S2CID  145281124.
40. بکرل، اچ (1900). "انحراف دو رایوننمان دو رادیوم دان و قهرمان برق". Comptes rendus de l'Académie des Sciences (به فرانسوی). 130 : 809-815.
41. بوچوالد و وارویک (2001:90-91).
42. مایرز، WG (1976). "کشف بکرل از رادیواکتیویته در سال 1896". مجله پزشکی هسته ای . 17 (7): 579-582. PMID  775027. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2008-12-22 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
43. تامسون، جی جی (1906). "سخنرانی نوبل: حاملان الکتریسیته منفی" (PDF) . بنیاد نوبل بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 10 اکتبر 2008 . بازبینی شده در 25 اوت 2008 .
44. آبراهام پایس (1997). "کشف الکترون - 100 سال ذرات بنیادی" (PDF) . خط پرتو . 1 : 4-16. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2021-09-14 . بازیابی شده در 2021-09-04 .
45. کافمن، دبلیو (1897). "Die magnetische Ablenkbarkeit der Kathodenstrahlen und ihre Abhängigkeit vom Entladungspotential". Annalen der Physik und Chemie . 297 (7): 544-552. Bibcode :1897AnP...297..544K. doi :10.1002/andp.18972970709. ISSN  0003-3804. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-24 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
46. O'Hara, JG (مارس 1975). "جورج جانستون استونی، FRS، و مفهوم الکترون". یادداشت ها و سوابق انجمن سلطنتی لندن . 29 (2). انجمن سلطنتی: 265–276. doi :10.1098/rsnr.1975.0018. JSTOR  531468. S2CID  145353314.
47. استونی، جورج جانستون (1891). «درباره علت خطوط دوگانه و ماهواره‌های هم‌فاصله در طیف گازها». معاملات علمی انجمن سلطنتی دوبلین . 4 : 583-608.
48. کیکوین، آی کی; Sominskiĭ، IS (1961). "آبرام فدوروویچ آیوف (در هشتادمین سالگرد تولدش)". فیزیک شوروی اوسپخی . 3 (5): 798-809. Bibcode :1961SvPhU...3..798K. doi :10.1070/PU1961v003n05ABEH005812.انتشار اصلی به زبان روسی: Кикоин, И.К.; Соминский, М.С. (1960). "Academik A.F. Ioffe". Успехи Физических Наук . 72 (10): 303-321. doi : 10.3367/UFNr.0072.196010e.0307 .
49. Millikan، RA (1911). "جداسازی یک یون، اندازه گیری دقیق بار آن، و تصحیح قانون استوکس" (PDF) . بررسی فیزیکی 32 (2): 349-397. Bibcode :1911PhRvI..32..349M. doi :10.1103/PhysRevSeriesI.32.349. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2020-03-17 . بازیابی شده در 2019-06-21 .
50. داس گوپتا، NN; Ghosh, SK (1999). "گزارشی در مورد اتاق ابر ویلسون و کاربردهای آن در فیزیک". بررسی های فیزیک مدرن . 18 (2): 225-290. Bibcode :1946RvMP...18..225G. doi :10.1103/RevModPhys.18.225.
51. Smirnov، BM (2003). فیزیک اتم ها و یون ها. اسپرینگر . ص 14-21. شابک 978-0-387-95550-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 09-05-2020 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
52. بور، ن. (1922). "سخنرانی نوبل: ساختار اتم" (PDF) . بنیاد نوبل بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 3 دسامبر 2008 . بازیابی شده در 3 دسامبر 2008 .
53. لوئیس، جی ان (1916). "اتم و مولکول". مجله انجمن شیمی آمریکا . 38 (4): 762-786. doi : 10.1021/ja02261a002. S2CID  95865413. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2019-08-25 . بازیابی شده در 2019-08-25 .
54. عرباتزیس، ت. Gavroglu، K. (1997). "الکترون شیمیدانان" (PDF) . مجله فیزیک اروپا . 18 (3): 150-163. Bibcode :1997EJPh...18..150A. doi :10.1088/0143-0807/18/3/005. S2CID  56117976. بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 05-06-2020.
55. لانگمویر، آی (1919). "آرایش الکترون ها در اتم ها و مولکول ها". مجله انجمن شیمی آمریکا . 41 (6): 868-934. doi : 10.1021/ja02227a002. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-26 . بازیابی شده در 2019-06-21 .
56. Scerri، ER (2007). جدول تناوبی . انتشارات دانشگاه آکسفورد ص 205-226. شابک 978-0-19-530573-9.
57. مسیمی، م. (2005). اصل طرد پاولی، منشأ و اعتبار یک اصل علمی. انتشارات دانشگاه کمبریج صص 7-8. شابک 978-0-521-83911-2. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
58. اولنبک، جنرال الکتریک؛ گوداسمیت، اس. (1925). "Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons". Die Naturwissenschaften (به آلمانی). 13 (47): 953-954. Bibcode :1925NW.....13..953E. doi :10.1007/BF01558878. S2CID  32211960.
59. پاولی، دبلیو (1923). "Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes". Zeitschrift für Physik (به آلمانی). 16 (1): 155-164. Bibcode :1923ZPhy...16..155P. doi :10.1007/BF01327386. S2CID  122256737.
60. de Broglie, L. (1929). "سخنرانی نوبل: ماهیت موجی الکترون" (PDF) . بنیاد نوبل بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 4 اکتبر 2008 . بازیابی شده در 30 اوت 2008 .
61. فالکنبرگ، بی. (2007). متافیزیک ذرات: گزارشی انتقادی از واقعیت زیراتمی. اسپرینگر . ص 85. Bibcode :2007pmca.book.....F. شابک 978-3-540-33731-7. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
62. دیویسون، سی (1937). "سخنرانی نوبل: کشف امواج الکترونی" (PDF) . بنیاد نوبل بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 9 ژوئیه 2008 . بازیابی شده در 30 اوت 2008 .
63. ناوارو، جاومه (2010). "پراش الکترون چز تامسون: پاسخ های اولیه به فیزیک کوانتومی در بریتانیا". مجله بریتانیایی برای تاریخ علم . 43 (2): 245-275. doi :10.1017/S0007087410000026. ISSN  0007-0874. S2CID  171025814.
64. شرودینگر، ای. (1926). "Quantisierung als Eigenwertproblem". Annalen der Physik (به آلمانی). 385 (13): 437-490. Bibcode :1926AnP...385..437S. doi :10.1002/andp.19263851302.
65. ریگدن، جی اس (2003). هیدروژن. انتشارات دانشگاه هاروارد. صص 59-86. شابک 978-0-674-01252-3. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
66. رید، BC (2007). مکانیک کوانتومی. ناشران جونز و بارتلت صص 275–350. شابک 978-0-7637-4451-9. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
67. دیراک، PAM (1928). "نظریه کوانتومی الکترون" (PDF) . مجموعه مقالات انجمن سلطنتی A. 117 (778): 610-624. Bibcode :1928RSPSA.117..610D. doi : 10.1098/rspa.1928.0023 . بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2018-11-25 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
68. دیراک، PAM (1933). "سخنرانی نوبل: نظریه الکترون ها و پوزیترون ها" (PDF) . بنیاد نوبل بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 23 ژوئیه 2008 . بازیابی شده در 1 نوامبر 2008 .
69. اندرسون، کارل دی (15-03-1933). "الکترون مثبت". بررسی فیزیکی 43 (6): 491-494. Bibcode :1933PhRv...43..491A. doi : 10.1103/PhysRev.43.491 . ISSN  0031-899X.
70. «جایزه نوبل فیزیک 1965». بنیاد نوبل بایگانی شده از نسخه اصلی در 24 اکتبر 2008 . بازیابی شده در 4 نوامبر 2008 .
71. پانوفسکی، WKH (1997). "تکامل شتاب دهنده ها و برخورد دهنده های ذرات" (PDF) . خط پرتو . 27 (1): 36-44. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 9 سپتامبر 2008 . بازبینی شده در 15 سپتامبر 2008 .
72. Elder، FR; و همکاران (1947). "تابش از الکترون ها در یک سنکروترون". بررسی فیزیکی 71 (11): 829-830. Bibcode :1947PhRv...71..829E. doi :10.1103/PhysRev.71.829.5.
73. هادسون، ال. و همکاران (1997). ظهور مدل استاندارد: فیزیک ذرات در دهه های 1960 و 1970. انتشارات دانشگاه کمبریج صص 25-26. شابک 978-0-521-57816-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
74. برناردینی، سی (2004). "AdA: اولین برخورد دهنده الکترون-پوزیترون". فیزیک از دیدگاه . 6 (2): 156-183. Bibcode :2004PhP.....6..156B. doi :10.1007/s00016-003-0202-y. S2CID  122534669.
75. «آزمایش مدل استاندارد: آزمایش‌های LEP». سرن ​2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 14 سپتامبر 2008 . بازبینی شده در 15 سپتامبر 2008 .
76. "LEP برداشت نهایی را درو می کند". پیک سرن . 40 (10). 2000. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2017-09-30 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
77. پراتی، ای. دی میشیلیس، م. بلی، م. کوکو، اس. فنچیولی، ام. کوتکار-پاتیل، دی. روف، م. Kern، DP; Wharam، DA; وردویجن، جی. Tettamanzi، GC; راگ، اس. روشه، بی. واکز، آر. جهل، ایکس. وینت، ام. Sanquer, M. (2012). "محدودیت الکترونی کم ترانزیستورهای تک الکترونی نیمه هادی اکسید فلزی نوع n". نانوتکنولوژی . 23 (21): 215204. arXiv : 1203.4811 . Bibcode :2012Nanot..23u5204P. CiteSeerX 10.1.1.756.4383 . doi :10.1088/0957-4484/23/21/215204. PMID  22552118. S2CID  206063658. 
78. فرامپتون، پی اچ. آویزان، PQ; شر، مارک (2000). "کوارک ها و لپتون ها فراتر از نسل سوم". گزارش های فیزیک 330 (5-6): 263-348. arXiv : hep-ph/9903387 . Bibcode :2000PhR...330..263F. doi :10.1016/S0370-1573(99)00095-2. S2CID  119481188.
79. Raith, W.; مولوی، تی (2001). اجزای تشکیل دهنده ماده: اتم ها، مولکول ها، هسته ها و ذرات . CRC را فشار دهید . صص 777-781. شابک 978-0-8493-1202-1.
80. منبع اصلی CODATA Mohr، PJ است. تیلور، BN; نیول، دی بی (2008). "مقادیر توصیه شده CODATA از ثابت های فیزیکی اساسی". بررسی های فیزیک مدرن . 80 (2): 633-730. arXiv : 0801.0028 . Bibcode :2008RvMP...80..633M. CiteSeerX 10.1.1.150.1225 . doi :10.1103/RevModPhys.80.633. 

    ثابت‌های فیزیکی مجزا از CODATA در این آدرس موجود است:

    "مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت". موسسه ملی استاندارد و فناوری . بایگانی شده از نسخه اصلی در 2009-01-16 . بازیابی شده در 2009-01-15 .
81. Zombeck، MV (2007). کتاب راهنمای نجوم و اخترفیزیک فضایی (ویرایش سوم). انتشارات دانشگاه کمبریج ص 14. شابک 978-0-521-78242-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
82. مورفی، ام تی. و همکاران (2008). "محدودیت قوی در نسبت جرم پروتون به الکترون متغیر از مولکول ها در جهان دور". علم . 320 (5883): 1611-1613. arXiv : 0806.3081 . Bibcode :2008Sci...320.1611M. doi :10.1126/science.1156352. PMID  18566280. S2CID  2384708.
83. زورن، جی سی. چمبرلین، جنرال الکتریک؛ هیوز، VW (1963). "محدودیت های تجربی برای اختلاف بار الکترون-پروتون و برای بار نوترون". بررسی فیزیکی 129 (6): 2566-2576. Bibcode :1963PhRv..129.2566Z. doi :10.1103/PhysRev.129.2566.
84. گوپتا، ام سی (2001). طیف سنجی اتمی و مولکولی. ناشران عصر جدید. ص 81. شابک 978-81-224-1300-7. بایگانی شده از نسخه اصلی در 30/09/2014 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
85. اودوم، بی. و همکاران (2006). "اندازه گیری جدید ممان مغناطیسی الکترون با استفاده از یک سیکلوترون کوانتومی تک الکترونی". نامه های بررسی فیزیکی 97 (3): 030801. Bibcode :2006PhRvL..97c0801O. doi :10.1103/PhysRevLett.97.030801. PMID  16907490.
86. «2022 CODATA Value: Bohr magneton». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
87. آناستوپولوس، سی (2008). ذره یا موج: تکامل مفهوم ماده در فیزیک مدرن. انتشارات دانشگاه پرینستون ص 261-262. شابک 978-0-691-13512-0. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-07 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
88. گابریلز، جی. و همکاران (2006). "تعیین جدید ثابت ساختار ظریف از مقدار الکترون g و QED". نامه های بررسی فیزیکی 97 (3): 030802 (1–4). Bibcode : 2006PhRvL..97c0802G. doi :10.1103/PhysRevLett.97.030802. PMID  16907491. S2CID  763602.
89. "بریتانیا | انگلستان | فیزیکدانان "الکترون ها را تقسیم می کنند"". اخبار بی بی سی . 2009/08/28. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2017-08-31 . بازیابی شده در 2016-07-11 .
90. کشف رفتار بلوک ساختمانی طبیعت می‌تواند منجر به انقلاب کامپیوتری شود، بایگانی‌شده در 04-04-2019 در ماشین راه‌اندازی . Science Daily (31 ژوئیه 2009)
91. یاریس، لین (2006-07-13). "نخستین مشاهدات مستقیم اسپینون ها و هولون ها". Lbl.gov. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-24 . بازیابی شده در 2016-07-11 .
92. Eduard Shpolsky ، فیزیک اتمی (Atomnaia fizika)، ویرایش دوم، 1951
93. دهملت، اچ. (1988). "یک ذره اتمی واحد برای همیشه شناور در فضای آزاد: ارزش جدید برای شعاع الکترون". فیزیک اسکریپتا . T22 : 102-110. Bibcode :1988PhST...22..102D. doi :10.1088/0031-8949/1988/T22/016. S2CID  250760629.
94. گابریلز، جرالد . "زیر ساختار الکترونی". فیزیک. دانشگاه هاروارد. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2019-04-10 . بازیابی شده در 2016-06-21 .
95. Meschede، D. (2004). اپتیک، نور و لیزر: رویکرد عملی به جنبه های مدرن فوتونیک و فیزیک لیزر. Wiley-VCH . ص 168. شابک 978-3-527-40364-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2014-08-21 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
96. هاکن، اچ. گرگ، HC; بروور، WD (2005). فیزیک اتم ها و کوانتوم ها: مقدمه ای بر آزمایش ها و نظریه. اسپرینگر . ص 70. شابک 978-3-540-67274-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-05-10 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
97. اشتاینبرگ، ری. و همکاران (1999). "آزمایش تجربی بقای بار و پایداری الکترون". بررسی فیزیکی D. 61 (2): 2582-2586. Bibcode :1975PhRvD..12.2582S. doi :10.1103/PhysRevD.12.2582.
98. برینگر، جی. و همکاران (گروه داده های ذرات) (2012). "بررسی فیزیک ذرات: [ویژگی های الکترون]" (PDF) . بررسی فیزیکی D. 86 (1): 010001. Bibcode :2012PhRvD..86a0001B. doi : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2022-01-15 . بازیابی شده در 2022-02-24 .
99. برگشت، HO; و همکاران (2002). "جستجوی حالت واپاشی الکترون e → γ + ν با نمونه اولیه آشکارساز Borexino". حروف فیزیک B. 525 (1-2): 29-40. Bibcode :2002PhLB..525...29B. doi : 10.1016/S0370-2693(01)01440-X .
100. Munowitz، M. (2005). شناخت ماهیت قانون فیزیکی . انتشارات دانشگاه آکسفورد ص 162. شابک 978-0-19-516737-5.
101. کین، جی (9 اکتبر 2006). "آیا ذرات مجازی واقعاً دائماً به وجود می آیند و خارج می شوند؟ یا صرفاً یک وسیله حسابداری ریاضی برای مکانیک کوانتومی هستند؟" علمی آمریکایی بازبینی شده در 19 سپتامبر 2008 .
102. تیلور، جی (1989). "نظریه های گیج در فیزیک ذرات". در دیویس، پل (ویرایش). فیزیک جدید . انتشارات دانشگاه کمبریج ص 464. شابک 978-0-521-43831-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2014-09-21 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
103. Genz، H. (2001). هیچی: علم فضای خالی پرس دا کاپو ص 241-243، 245-247. شابک 978-0-7382-0610-3.
104. Gribbin, J. (25 ژانویه 1997). "بیشتر از آنچه به چشم می آید برای الکترون ها". دانشمند جدید . بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 فوریه 2015 . بازبینی شده در 17 سپتامبر 2008 .
105. لوین، آی. و همکاران (1997). "اندازه گیری کوپلینگ الکترومغناطیسی در انتقال مومنتوم بزرگ". نامه های بررسی فیزیکی 78 (3): 424-427. Bibcode :1997PhRvL..78..424L. doi :10.1103/PhysRevLett.78.424.
106. مورایاما، H. (10–17 مارس 2006). شکستن ابرتقارن آسان، قابل اجرا و عمومی است . مجموعه مقالات XLIInd Rencontres de Moriond در مورد تعاملات ضعیف الکتریکی و نظریه های یکپارچه. لا تویل، ایتالیا arXiv : 0709.3041 . Bibcode :2007arXiv0709.3041M.- یک تفاوت جرمی 9 درصدی را برای الکترونی که به اندازه فاصله پلانک است فهرست می کند .
107. شوینگر، جی (1948). "درباره الکترودینامیک کوانتومی و ممان مغناطیسی الکترون". بررسی فیزیکی 73 (4): 416-417. Bibcode :1948PhRv...73..416S. doi : 10.1103/PhysRev.73.416 .
108. هوانگ، ک. (2007). نیروهای بنیادی طبیعت: داستان میدان های گیج. علمی جهانی صص 123-125. شابک 978-981-270-645-4. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
109. فولدی، LL; Wouthuysen، S. (1950). "درباره نظریه دیراک ذرات اسپین 1/2 و حد غیر نسبیتی آن". بررسی فیزیکی 78 (1): 29-36. Bibcode :1950PhRv...78...29F. doi :10.1103/PhysRev.78.29.
110. گریفیث، دیوید جی. (1998). مقدمه ای بر الکترودینامیک (ویرایش سوم). سالن پرنتیس شابک 978-0-13-805326-0.
111. کراول، بی. (2000). الکتریسیته و مغناطیس. نور و ماده. صص 129-152. شابک 978-0-9704670-4-1. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
112. مهادوان، ر. نارایان، ر. یی، آی (1996). "هارمونی در الکترون ها: انتشار سیکلوترون و سینکروترون توسط الکترون های حرارتی در یک میدان مغناطیسی". مجله اخترفیزیک . 465 : 327-337. arXiv : astro-ph/9601073 . Bibcode :1996ApJ...465..327M. doi :10.1086/177422. S2CID  16324613.
113. رورلیچ، اف. (1999). "خود نیرو و واکنش تشعشعی". مجله فیزیک آمریکا . 68 (12): 1109-1112. Bibcode :2000AmJPh..68.1109R. doi :10.1119/1.1286430.
114. گئورگی، ح. (1989). "نظریه های بزرگ متحد". در دیویس، پل (ویرایش). فیزیک جدید . انتشارات دانشگاه کمبریج ص 427. شابک 978-0-521-43831-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2014-09-21 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
115. بلومنتال، GJ; گولد، آر (1970). "Bremsstrahlung، تابش سنکروترون، و پراکندگی کامپتون الکترون های پرانرژی که از گازهای رقیق عبور می کنند". بررسی های فیزیک مدرن . 42 (2): 237-270. Bibcode :1970RvMP...42..237B. doi :10.1103/RevModPhys.42.237.
116. «جایزه نوبل فیزیک 1927». بنیاد نوبل 2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 24 اکتبر 2008 . بازیابی شده در 28 سپتامبر 2008 .
117. Chen, S.-Y.; ماکسیمچوک، آ. Umstadter، D. (1998). "مشاهده تجربی پراکندگی غیرخطی تامسون نسبیتی". طبیعت . 396 (6712): 653-655. arXiv : فیزیک/9810036 . Bibcode :1998Natur.396..653C. doi :10.1038/25303. S2CID  16080209.
118. «مقدار CODATA 2022: ثابت ساختار ظریف». مرجع NIST در مورد ثابت ها، واحدها و عدم قطعیت . NIST . می 2024 . بازیابی 2024-05-18 .
119. برینگر، آر. مونتگومری، سی جی (1942). "توزیع زاویه ای تابش نابودی پوزیترون". بررسی فیزیکی 61 (5-6): 222-224. Bibcode :1942PhRv...61..222B. doi :10.1103/PhysRev.61.222.
120. بوفا، ا. (2000). فیزیک کالج (ویرایش چهارم). سالن پرنتیس ص 888. شابک 978-0-13-082444-8.
121. Eichler, J. (2005). "تولید جفت الکترون - پوزیترون در برخوردهای نسبیتی یون - اتم". حروف فیزیک A 347 (1-3): 67-72. Bibcode :2005PhLA..347...67E. doi :10.1016/j.physleta.2005.06.105.
122. هابل، جی اچ (2006). "تولید جفت الکترون پوزیترون توسط فوتون ها: مروری بر تاریخی". فیزیک و شیمی پرتو  [fr] . 75 (6): 614-623. Bibcode :2006RaPC...75..614H. doi :10.1016/j.radphyschem.2005.10.008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2019-06-21 . بازیابی شده در 2019-06-21 .
123. Quigg, C. (4–30 ژوئن 2000). نظریه Electroweak . TASI 2000: فیزیک طعم برای هزاره. بولدر، کلرادو ص 80. arXiv : hep-ph/0204104 . Bibcode :2002hep.ph....4104Q.
124. Tipler، Paul; لیولین، رالف (2003). فیزیک مدرن (ویرایش مصور). مک میلان. شابک 978-0-7167-4345-3.
125. Burhop، EHS (1952). اثر اوگر و سایر انتقالات بدون تشعشع . انتشارات دانشگاه کمبریج ص 2-3. شابک 978-0-88275-966-1.
126. Jiles, D. (1998). مقدمه ای بر مغناطیس و مواد مغناطیسی. CRC را فشار دهید . ص 280-287. شابک 978-0-412-79860-3. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-26 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
127. لودین، PO; ارکی برانداس، ای. کریاچکو، ES (2003). دنیای بنیادی شیمی کوانتومی: ادای احترام به خاطره پر اولوف لودین. Springer Science + Business Media. صص 393-394. شابک 978-1-4020-1290-7. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
128. مک کواری، دی. سیمون، جی دی (1997). شیمی فیزیک: یک رویکرد مولکولی. کتب علوم دانشگاهی صص 325-361. شابک 978-0-935702-99-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-07 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
129. داودل، آر. و همکاران (1974). "جفت الکترون در شیمی". مجله شیمی کانادا . 52 (8): 1310–1320. doi : 10.1139/v74-201 .
130. راکوف، ویرجینیا؛ Uman، MA (2007). رعد و برق: فیزیک و اثرات. انتشارات دانشگاه کمبریج ص 4. ISBN 978-0-521-03541-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-26 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
131. فریمن، GR; مارس، NH (1999). "تریبوالکتریک و برخی پدیده های مرتبط". علم و فناوری مواد . 15 (12): 1454-1458. Bibcode :1999MatST..15.1454F. doi :10.1179/026708399101505464.
132. به جلو، KM؛ کمبود، دی جی; Sankaran, RM (2009). "روش مطالعه تریبوالکتریفیکاسیون ذره-ذره در مواد دانه ای". مجله الکترواستاتیک  [tr] . 67 (2-3): 178-183. doi :10.1016/j.elstat.2008.12.002.
133. واینبرگ، اس. (2003). کشف ذرات زیر اتمی . انتشارات دانشگاه کمبریج صص 15-16. شابک 978-0-521-82351-7.
134. لو، L.-F. (2003). مقدمه ای بر فونون ها و الکترون ها علمی جهانی ص 162، 164. Bibcode :2003ipe..book.....L. شابک 978-981-238-461-4. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
135. گورو، BS; Hızıroğlu، HR (2004). مبانی نظریه میدان الکترومغناطیسی . انتشارات دانشگاه کمبریج ص 138، 276. شابک 978-0-521-83016-4.
136. آچوتان، MK; بات، KN (2007). مبانی دستگاه های نیمه هادی. تاتا مک گراو هیل . صص 49-67. شابک 978-0-07-061220-4. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-07 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
137. زیمان، جی ام (2001). الکترون ها و فونون ها: نظریه پدیده های حمل و نقل در جامدات. انتشارات دانشگاه آکسفورد ص 260. شابک 978-0-19-850779-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-24 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
138. اصلی، ص (12 ژوئن 1993). "وقتی الکترون ها با جریان حرکت می کنند: موانعی که مقاومت الکتریکی ایجاد می کنند را بردارید و الکترون های بالستیک و شگفتی کوانتومی دریافت خواهید کرد." دانشمند جدید . 1887 : 30. بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 فوریه 2015 . بازیابی شده در 9 اکتبر 2008 .
139. بلک ول، GR (2000). کتاب راهنمای بسته بندی الکترونیکی. CRC را فشار دهید . ص 6.39-6.40. شابک 978-0-8493-8591-9. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
140. دورانت، ای. (2000). فیزیک کوانتومی ماده: دنیای فیزیکی. مطبوعات CRC. ص 43، 71-78. شابک 978-0-7503-0721-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2016-05-27 . بازیابی 2015-10-16 .
141. «جایزه نوبل فیزیک 1972». بنیاد نوبل 2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 اکتبر 2008 . بازیابی شده در 13 اکتبر 2008 .
142. کادین، AM (2007). "ساختار فضایی جفت کوپر". مجله ابررسانایی و مغناطیس جدید  [tr] . 20 (4): 285-292. arXiv : cond-mat/0510279 . doi :10.1007/s10948-006-0198-z. S2CID  54948290.
143. «کشف رفتار اجزای سازنده طبیعت می‌تواند به انقلاب کامپیوتری منجر شود». ScienceDaily . 31 جولای 2009. بایگانی شده از نسخه اصلی در 4 آوریل 2019 . بازیابی شده در 1 اوت 2009 .
144. جومپل، ی. و همکاران (2009). "کاوشگر جداسازی اسپین-شارژ در مایع توموناگا-لوتینگر". علم . 325 (5940): 597-601. arXiv : 1002.2782 . Bibcode :2009Sci...325..597J. doi :10.1126/science.1171769. PMID  19644117. S2CID  206193.
145. «جایزه نوبل فیزیک 1958، برای کشف و تفسیر اثر چرنکوف». بنیاد نوبل 2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 18 اکتبر 2008 . بازبینی شده در 25 سپتامبر 2008 .
146. «نسبیت خاص». مرکز شتاب دهنده خطی استانفورد 26 آگوست 2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 28 آگوست 2008 . بازبینی شده در 25 سپتامبر 2008 .
147. آدامز، اس (2000). مرزها: فیزیک قرن بیستم. CRC را فشار دهید . ص 215. شابک 978-0-7484-0840-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
148. بیانچینی، لورنزو (2017). تمرین های منتخب در فیزیک ذرات و هسته ای. اسپرینگر. ص 79. شابک 978-3-319-70494-4. بایگانی شده از نسخه اصلی در 02-01-2020 . بازیابی شده در 2018-04-20 .
149. Lurquin، PF (2003). خاستگاه زندگی و جهان . انتشارات دانشگاه کلمبیا ص 2. ISBN 978-0-231-12655-7.
150. سیلک، جی (2000). بیگ بنگ: خلقت و تکامل جهان (ویرایش سوم). مک میلان. صص 110-112، 134-137. شابک 978-0-8050-7256-3.
151. Kolb، EW; ولفرام، استفان (1980). "توسعه عدم تقارن باریون در جهان اولیه" (PDF) . حروف فیزیک B. 91 (2): 217-221. Bibcode :1980PhLB...91..217K. doi :10.1016/0370-2693(80)90435-9. S2CID  122680284. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2020-10-30 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
152. ساتر، ای. (بهار-تابستان 1996). "راز عدم تقارن ماده" (PDF) . خط پرتو . دانشگاه استنفورد بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 12 اکتبر 2008 . بازیابی شده در 1 نوامبر 2008 .
153. برلز، اس. نولت، KM; ترنر، ام اس (1999). "انوکلئوسنتز بیگ بنگ: پیوند فضای درونی و فضای بیرونی". arXiv : astro-ph/9903300 .
154. Boesgaard، AM; استیگمن، جی (1985). "انوکلئوسنتز انفجار بزرگ - نظریه ها و مشاهدات". بررسی سالانه نجوم و اخترفیزیک . 23 (2): 319-378. Bibcode :1985ARA&A..23..319B. doi :10.1146/annurev.aa.23.090185.001535.
155. برکانا، ر. (2006). "نخستین ستارگان در کیهان و یونیزاسیون مجدد کیهانی". علم . 313 (5789): 931-934. arXiv : astro-ph/0608450 . Bibcode :2006Sci...313..931B. CiteSeerX 10.1.1.256.7276 . doi :10.1126/science.1125644. PMID  16917052. S2CID  8702746. 
156. باربیج، ای.ام. و همکاران (1957). "سنتز عناصر در ستارگان" (PDF) . بررسی های فیزیک مدرن . 29 (4): 548-647. Bibcode :1957RvMP...29..547B. doi : 10.1103/RevModPhys.29.547 . بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2018-07-23 . بازیابی شده در 2019-06-21 .
157. رودبرگ، LS; Weisskopf, V. (1957). "سقوط برابری: اکتشافات اخیر مربوط به تقارن قوانین طبیعت". علم . 125 (3249): 627-633. Bibcode :1957Sci...125..627R. doi :10.1126/science.125.3249.627. PMID  17810563.
158. فرایر، سی ال (1999). "محدودیت های جرم برای تشکیل سیاهچاله". مجله اخترفیزیک . 522 (1): 413-418. arXiv : astro-ph/9902315 . Bibcode :1999ApJ...522..413F. doi :10.1086/307647. S2CID  14227409.
159. پریخ، م.ک. Wilczek, F. (2000). "تابش هاوکینگ به عنوان تونل". نامه های بررسی فیزیکی 85 (24): 5042–5045. arXiv : hep-th/9907001 . Bibcode :2000PhRvL..85.5042P. doi :10.1103/PhysRevLett.85.5042. hdl : 1874/17028. PMID  11102182. S2CID  8013726.
160. هاوکینگ، SW (1974). "انفجار سیاه چاله؟". طبیعت . 248 (5443): 30-31. Bibcode :1974Natur.248...30H. doi : 10.1038/248030a0. S2CID  4290107.
161. هالزن، اف . هوپر، دی (2002). "نجوم نوترینوهای پرانرژی: اتصال پرتوهای کیهانی". گزارش پیشرفت در فیزیک . 66 (7): 1025-1078. arXiv : astro-ph/0204527 . Bibcode : 2002RPPh...65.1025H. doi :10.1088/0034-4885/65/7/201. S2CID  53313620.
162. زیگلر، جی اف (1998). "شدت پرتوهای کیهانی زمینی". مجله تحقیق و توسعه IBM . 42 (1): 117-139. Bibcode :1998IBMJ...42..117Z. doi :10.1147/rd.421.0117.
163. ساتون، سی (4 اوت 1990). "میون ها، پیون ها و سایر ذرات عجیب". دانشمند جدید . بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 فوریه 2015 . بازبینی شده در 28 اوت 2008 .
164. Wolpert, S. (24 ژوئیه 2008). "دانشمندان معمای شفق قطبی 30 ساله را حل کردند" (آزادی مطبوعاتی). دانشگاه کالیفرنیا. بایگانی شده از نسخه اصلی در 17 اوت 2008 . بازیابی شده در 11 اکتبر 2008 .
165. گورنت، دی. اندرسون، آر (1976). "نوسانات پلاسمای الکترون مرتبط با انفجارهای رادیویی نوع III". علم . 194 (4270): 1159–1162. Bibcode :1976Sci...194.1159G. doi :10.1126/science.194.4270.1159. PMID  17790910. S2CID  11401604.
166. مارتین، WC; Wiese, WL (2007). «طیف‌سنجی اتمی: مجموعه‌ای از ایده‌های اساسی، نمادگذاری، داده‌ها و فرمول‌ها». موسسه ملی استاندارد و فناوری . بایگانی شده از نسخه اصلی در 8 فوریه 2007 . بازیابی شده در 8 ژانویه 2007 .
167. فاولز، GR (1989). مقدمه ای بر اپتیک مدرن. پیک دوور . صص 227-233. شابک 978-0-486-65957-2. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-07 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
168. گروپن، سی (2000). "فیزیک تشخیص ذرات". مجموعه مقالات کنفرانس AIP . 536 : 3-34. arXiv : فیزیک/9906063 . Bibcode :2000AIPC..536....3G. doi :10.1063/1.1361756. S2CID  119476972.
169. «جایزه نوبل فیزیک 1989». بنیاد نوبل 2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 28 سپتامبر 2008 . بازبینی شده در 24 سپتامبر 2008 .
170. اکستروم، پی. واینلند، دیوید (1980). "الکترون جدا شده" (PDF) . علمی آمریکایی . 243 (2): 91-101. Bibcode :1980SciAm.243b.104E. doi :10.1038/scientificamerican0880-104. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 16 سپتامبر 2019 . بازبینی شده در 24 سپتامبر 2008 .
171. موریتسون، جی. "الکترون برای اولین بار فیلمبرداری شد" (PDF) . دانشگاه لوند بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 25 مارس 2009 . بازبینی شده در 17 سپتامبر 2008 .
172. موریتسون، جی. و همکاران (2008). "پراکندگی همدوس الکترون که توسط یک استروبوسکوپ کوانتومی آتوثانیه گرفته شده است". نامه های بررسی فیزیکی 100 (7): 073003. arXiv : 0708.1060 . Bibcode : 2008PhRvL.100g3003M. doi :10.1103/PhysRevLett.100.073003. PMID  18352546. S2CID  1357534.
173. Damascelli، A. (2004). "کاوش در ساختار الکترونیکی سیستم های پیچیده توسط ARPES". فیزیک اسکریپتا . T109 : 61-74. arXiv : cond-mat/0307085 . Bibcode :2004PhST..109...61D. doi :10.1238/Physica.Topical.109a00061. S2CID  21730523.
174. «تصویر # L-1975-02972». مرکز تحقیقات لنگلی ناسا . 4 آوریل 1975. بایگانی شده از نسخه اصلی در 7 دسامبر 2008 . بازیابی شده در 20 سپتامبر 2008 .
175. المر، جی. (3 مارس 2008). "استاندارد کردن هنر جوشکاری با پرتو الکترونی". آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور بایگانی شده از نسخه اصلی در 20 سپتامبر 2008 . بازبینی شده در 16 اکتبر 2008 .
176. شولتز، اچ (1993). جوشکاری پرتو الکترونی. انتشارات وودهد . ص 2-3. شابک 978-1-85573-050-2. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
177. ، جی اف (1987). فرآیندهای تولید غیر سنتی مهندسی ساخت و فرآوری مواد. جلد 19. CRC را فشار دهید . ص 273. شابک 978-0-8247-7352-6. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
178. Ozdemir، FS (25–27 ژوئن 1979). لیتوگرافی پرتو الکترونی. مجموعه مقالات شانزدهمین کنفرانس اتوماسیون طراحی. سن دیگو، کالیفرنیا: IEEE Press . صص 383-391 . بازبینی شده در 16 اکتبر 2008 .
179. مادو، ام جی (2002). مبانی ریزساخت: علم کوچک سازی (ویرایش دوم). مطبوعات CRC. صص 53-54. شابک 978-0-8493-0826-0. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-01-07 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
180. یونگن، ی. Herer, A. (2-5 مه 1996). [بدون عنوان ذکر شده] . نشست مشترک APS/AAPT اسکن پرتو الکترونی در کاربردهای صنعتی. انجمن فیزیک آمریکا Bibcode :1996APS..MAY.H9902J.
181. موبوس، جی. و همکاران (2010). "شبه ذوب شیشه های قلیایی بوروسیلیکات در مقیاس نانو تحت تابش الکترونی". مجله مواد هسته ای . 396 (2-3): 264-271. Bibcode :2010JNuM..396..264M. doi :10.1016/j.jnucmat.2009.11.020.
182. بددار، ع. دومانوویچ، مری آن؛ کوبو، مری لو؛ الیس، راد جی. سیباتا، کلودیو اچ. کینزلا، تیموتی جی (2001). "شتاب دهنده های خطی سیار برای پرتودرمانی حین عمل". مجله AORN . 74 (5): 700-705. doi :10.1016/S0001-2092(06)61769-9. PMID  11725448.
183. Gazda، MJ; Coia, LR (1 ژوئن 2007). "اصول پرتودرمانی" (PDF) . بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 2 نوامبر 2013 . بازبینی شده در 31 اکتبر 2013 .
184. Chao، AW; Tigner، M. (1999). کتابچه راهنمای فیزیک و مهندسی شتاب دهنده. علمی جهانی ص 155، 188. شابک 978-981-02-3500-0. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
185. اورا، ک. و همکاران (2003). علوم سطحی: مقدمه . Springer Science+Business Media . صص 1-45. شابک 978-3-540-00545-2.
186. ایچیمیا، ا. کوهن، پی (2004). انعکاس پراش الکترون با انرژی بالا. انتشارات دانشگاه کمبریج ص 1. ISBN 978-0-521-45373-8. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
187. هپل، TA (1967). "یک دستگاه پراش الکترون با انرژی بالا و انرژی کم بازتاب ترکیبی". مجله ابزار علمی . 44 (9): 686-688. Bibcode :1967JScI...44..686H. doi :10.1088/0950-7671/44/9/311.
188. مک مولان، دی (1993). "میکروسکوپ الکترونی روبشی: 1928-1965". دانشگاه کمبریج. بایگانی شده از نسخه اصلی در 16 مارس 2009 . بازیابی شده در 23 مارس 2009 .
189. اسلایتر، HS (1992). میکروسکوپ نوری و الکترونی. انتشارات دانشگاه کمبریج ص 1. ISBN 978-0-521-33948-3. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
190. Cember, H. (1996). مقدمه ای بر فیزیک سلامت. McGraw-Hill Professional . ص 42-43. شابک 978-0-07-105461-4. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
191. ارنی، ر. و همکاران (2009). "تصویربرداری با وضوح اتمی با کاوشگر الکترونی زیر 50 دقیقه". نامه های بررسی فیزیکی 102 (9): 096101. Bibcode :2009PhRvL.102i6101E. doi :10.1103/PhysRevLett.102.096101. PMID  19392535. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2020-01-02 . بازیابی شده در 2018-08-17 .
192. Bozzola، JJ. راسل، LD (1999). میکروسکوپ الکترونی: اصول و تکنیک برای زیست شناسان. ناشران جونز و بارتلت ص 12، 197-199. شابک 978-0-7637-0192-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
193. فلگلر، اس ال. هکمن، جی دبلیو جونیور؛ Klomparens، KL (1995). میکروسکوپ الکترونی روبشی و انتقال: مقدمه (ویرایش مجدد). انتشارات دانشگاه آکسفورد ص 43-45. شابک 978-0-19-510751-7.
194. Bozzola، JJ. راسل، LD (1999). میکروسکوپ الکترونی: اصول و تکنیک ها برای زیست شناسان (ویرایش دوم). ناشران جونز و بارتلت ص 9. ISBN 978-0-7637-0192-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
195. فروند، اچ پی؛ آنتونسن، تی (1996). اصول لیزرهای الکترون آزاد اسپرینگر . صص 1-30. شابک 978-0-412-72540-1. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2022-02-04 . بازیابی شده در 2020-08-25 .
196. کیتزمیلر، جی دبلیو (۱۹۹۵). لوله های تصویر تلویزیونی و سایر لوله های پرتو کاتدی: خلاصه صنعت و تجارت . انتشارات دایان. صص 3-5. شابک 978-0-7881-2100-5.
197. Sclater, N. (1999). کتابچه راهنمای فناوری الکترونیک . McGraw-Hill Professional . ص 227-228. شابک 978-0-07-058048-0.
198. «تاریخچه مدار مجتمع». بنیاد نوبل 2008. بایگانی شده از نسخه اصلی در 1 دسامبر 2008 . بازبینی شده در 18 اکتبر 2008 .

لینک های خارجی

• "کشف الکترون". مرکز تاریخ فیزیک. موسسه فیزیک آمریکا .
• "گروه داده های ذرات". دانشگاه کالیفرنیا.
• Bock، RK; Vasilescu، A. (1998). کتاب مختصر آشکارساز ذرات (ویرایش چهاردهم). اسپرینگر. شابک 978-3-540-64120-9.