Mene ne wani electron? A taro da kuma lura da wani electron

Electron - wani muhimman hakkokin barbashi, daya daga cikin wadanda suke kan tsarin raka'a al'amarin. Bisa ga rarrabuwa ne a fermion (barbashi da rabin na game juya, mai suna bayan likita Enrico Fermi) da kuma leptons (barbashi da rabin lamba juya, ba su shiga a cikin karfi hulda, daya daga cikin hudu manyan a kimiyyar lissafi). Baryon yawan da electron ne sifili, kazalika da sauran leptons.

Har kwanan nan an yi imani da cewa electron - wani na farko, cewa shi ne basa, wanda ba shi da wani tsarin da wani barbashi, amma masana kimiyya da ra'ayi daban-daban a yau. Mene ne electron a kan gabatar da zamani kimiyyar lissafi?

Tarihi da sunan

Ko a zamanin d Girka naturalists lura cewa, amber, pre-shafa da Jawo, janyo hankalin kananan abubuwa, watau farfado electromagnetic Properties. The sunan electron samu daga Girkanci ἤλεκτρον, wanda ke nufin "amber". A lokaci da shawarar George. Stoney a 1894, ko da yake da barbashi aka gano ta J .. Thompson a 1897. Yana da wuya a sami hanyar wannan ne kananan taro da kuma lura da electron zama a sami wani hukunci kwarewa. A farko hotuna na barbashi ya Charles Wilson da musamman kamara, wanda aka yi amfani ko da a cikin zamani gwaje-gwajen, kuma an mai suna bayan shi.

An ban sha'awa al'amari ne cewa daya daga cikin preconditions domin bude wani electron ne maganar Benjamin Franklin. A 1749 ya ci gaba da suke cewa da wutar lantarki - mai abu abu. Shi ne a cikin ayyukansu da aka farko amfani da sharuddan kamar tabbatacce kuma korau zargin, capacitor sallama, baturi, kuma lantarki barbashi. A takamaiman lura da electron aka dauke su korau, da kuma proton - tabbatacce.

A samu na electron

A 1846, manufar wani "zarra na wutar lantarki" da aka yi amfani da ayyukansa, da Jamusanci likita Wilhelm Weber. Maykl Faradey gano da Kalmar "ion", wanda yake shi ne a yanzu, watakila, ya san dukan har yanzu a makaranta. Tambayar da wutar lantarki yanayi da hannu da yawa mashawarta malamai kamar Jamus likita da lissafi Julius Plucker, Zhan Perren, da Turanci likita Uilyam Kruks, Ernest Rutherford da sauransu.

Saboda haka, kafin Dzhozef Tompson samu nasarar kammala ya shahara gwaji da kuma tabbatar da wanzuwar wani barbashi mafi qaranci, a cikin filin aiki na masana kimiyya da dama da aka gano ba zai yiwu ba, ba su yi wannan imbin aikin.

A shekarar 1906, Dzhozef Tompson karbi Nobel Prize. Experience ya kamar haka: ta hanyar da layi daya karfe faranti na filin lantarki, cathode ray bim aka wuce. Sa'an nan za su yi wannan hanyar, amma a cikin wani nada tsarin don ƙirƙirar wani Magnetic filin. Thompson ya gano cewa a lokacin da wani lantarki filin deflected bim, da kuma guda aka lura da halin maganaɗisu mataki, duk da haka ta bugo cathode ray yanayin bai canja ba idan suka yi biyu daga cikin wadannan filayen a wasu rabbai, wanda ya dogara a kan barbashi gudu.

Bayan lissafin Thompson koya cewa gudu daga wadannan barbashi ne muhimmanci ƙananan fiye da gudu na haske, kuma wannan nufi da cewa suna da taro. Daga wannan lokaci na kimiyyar lissafi sun zo yi imani da cewa bude barbashi al'amari kunshe a cikin kwayoyin zarra da cewa baya tabbatar da Rutherford. Ya kira shi "a duniyar model na zarra."

Paradoxes na jimla duniya

Tambayar da abin da ya ƙunshi wani electron wuya isa, akalla a wannan mataki na ci gaba da kimiyya. Kafin la'akari da shi, kana bukatar ka tuntube daya daga cikin paradoxes na jimla kimiyyar lissafi da cewa har ma da masana kimiyya ba zai iya bayyana. Wannan shi ne sanannen biyu-tsaguwa gwaji, bayanin dual yanayin da electron.

Its ainihi shi ne cewa kafin "gun", da harbe-harben gaɓũɓuwa, saita frame da a tsaye rectangular bude. Bayan ta ne wani bango, a kan abin da za a lura da burbushi na hits. Saboda haka, ka farko bukatar fahimtar yadda za al'amari behaves. A mafi sauki hanyar ganin yadda za a fara da na'ura tanis bukukuwa. Sashe na beads fada a cikin rami, da burbushi na garun sakamakon a kara a wata guda a tsaye band. Idan a wani nesa don ƙara wani guda rami burbushi za su samar, da bi, biyu makada.

Sai taguwar ruwa ta kuma nuna hali daban a cikin irin wannan halin da ake ciki. Idan bango zai nuna burbushi na wani karo da kalaman, a cikin hali na daya bude band zai zama ma daya. Duk da haka, abubuwan da ake canza a cikin hali na biyu slits. Kalaman wucewa ta ramin, ya raba a cikin rabin. Idan saman daya kalaman gana da kasa na wani, suka soke juna, da kuma tsangwama juna (mahara tsaye ratsi) zai bayyana a bango. Sanya a rarrabawa da na raƙuman ruwa za su bar wata alama, da kuma wuraren da akwai juna quenching, babu.

ban samu

Tare da taimakon na sama gwaji, masana kimiyya iya fayyace a fili ga duniya bambanci tsakanin jimla da kuma na gargajiya kimiyyar lissafi. A lõkacin da suka fara harbe-harben electrons bango, yakan auku a wani a tsaye lamba a kan shi: wasu barbashi kawai kamar wani wasan tennis ball fadi a cikin rata, da kuma wasu ba. Amma cewa duk canza, idan akwai wata biyu rami. A kan garu saukar da tsangwama juna! Da farko Physics yanke shawarar cewa electrons tsoma baki tare da juna da kuma yanke shawarar bari su daya bayan daya. Duk da haka bayan wata biyu na hours (gudun motsi electrons har yanzu da yawa m fiye da hasken gudu) kuma ya fara nuna wani tsangwama juna.

m nuna

Electronic, tare da wasu sauran barbashi kamar photons, farfado da kalaman-barbashi biyuntakar (ma yayi amfani da kalmar "jimla-kalaman dualism"). Kamar cat Schrödinger cewa duka biyu da rai, kuma matattu, da electron jihar na iya zama duka corpuscular da kalaman.

Duk da haka, na gaba mataki a cikin wannan gwajin da ya generated har ma fiye da asirai: wani muhimman hakkokin barbashi, wanda jũna a san kome da kome, ya gabatar da wani m mamaki. Lissafin kimiyya shirya shigar a cikin ramukan scoping na'urar ta kulle, ta hanyar abin da kãtse barbashi ne, da kuma yadda suka bayyana kansu a matsayin tãguwar ruwa. Amma da zaran an saka idanu inji a kan garu akwai biyu kawai makada m zuwa biyu ramuka, kuma babu tsangwama juna! Da zaran "shadowing" tsabtace, barbashi fara sake nuna da kalaman da kaddarorin kamar yadda idan ta sani ta riga babu daya ne kallon.

wani ka'idar

Likita Born da shawarar cewa barbashi ba juya zuwa wani kalaman zahiri. Elektron "ya ƙunshi" a kalaman na yiwuwa, cewa ya ba da wani tsangwama juna. Wadannan barbashi suna da dukiya na superposition, ma'ana ba za su iya zama ko ina a wani yiwuwa, sabili da haka suka iya tare da irin wannan "kaɗa hadayar".

Duk da haka, sakamakon ne bayyananne: yun gaban Kiyayewa rinjayar da sakamako na gwaje-gwaje. Da alama m, amma shi ba kawai misali na irin. Physics gwaje-gwajen da aka za'ayi a kan wani babban ɓangare na tsohuwarsa, da zarar abu na da kashi shi ne thinnest aluminum tsare. Masana kimiyya sun lura da cewa, kawai gaskiya, wasu ma'aunai na iya shafar da yawan zafin jiki da abu. A yanayi na wadannan mamaki da suka bayyana ba tukuna a karfi.

tsarin

Amma abin da ya ƙunshi na electron? A wannan lokaci, kimiyyar zamani ba zai iya amsa wannan tambaya. Har kwanan nan aka dauke basa muhimman hakkokin gaɓũɓuwa, amma yanzu masana kimiyya masu karkata zuwa yi imani da cewa shi ne hada da ko da karami Tsarin.

A takamaiman lura da electron kuma dauke da wani asali, amma yanzu bude quarks da fractional cajin. Akwai da dama theories kamar yadda ya abin da ya ƙunshi wani electron.

Yau za mu iya ganin labarin, wanda ya furta cewa, masana kimiyya sun iya raba electron. Duk da haka, wannan shi ne kawai jera gaskiya.

sabon gwaje-gwajen

Soviet masana kimiyya da baya a cikin eighties na karshe karni sun zaci cewa electron iya zuwa kashi uku quasiparticles. A 1996 da ya gudanar ya raba shi a cikin spinon da Holon, da kuma kwanan nan likita Van den gãɓar rãmi da tawagar da aka raba barbashi spinon da orbiton. Duk da haka, tsagawa ne zai yiwu a cimma kawai a yanayi na musamman. A gwajin da za a iya za'ayi a karkashin yanayi na musamman low yanayin zafi.

Lokacin da electrons ne "sanyi", ke da cikakkar sifili, wanda shi ne game da -275 digiri Celsius, su kusan daina, kuma nau'i tsakanin su da wani irin al'amari, idan tattara abubuwa masu kyau cikin guda barbashi. A irin wannan yanayi, da kuma lissafin kimiyya iya tsayar quasiparticles, wanda "shi ne" wani electron.

dako bayanai

Electron radius ne kadan, shi ne daidaita ^2,81794. 10 ^-13 cm, amma shi dai itace cewa da aka gyara da yawa karami. Kowace daga cikin sassa uku a cikin abin da gudanar da "raba" da electron, daukawa da bayanai game da shi. Orbiton, kamar yadda sunan ya nuna, shi ya ƙunshi data a kan orbital kalaman barbashi. Spinon alhakin juya na electron, da Holon ya gaya mana game da cajin. Saboda haka, kimiyyar lissafi iya dabam kalla daban-daban a jihohin electrons a wani karfi da sanyaya abu. Da suka gudanar don gano wani biyu daga "Holon-spinon" da "spinon-orbiton", amma ba dukan uku tare.

sabuwar fasahar

Likita wanda ya gano electron ya jira da dama da suka gabata kafin har su samu an amfani a yi. Yau fasahar sami yin amfani a shekaru da dama, shi ne isa zuwa tuna Graphene - ban mamaki kayan kunshi carbon atoms a guda Layer. The tsagawa da electron zai zama taimako? Masana kimiyya hasashen cewa halittar wani jimla kwamfuta, da gudun wadda bisa ga su, a 'yan dubun sau ya fi girma fiye da na yau da ya fi iko kwakwalwa.

Mene ne sirrin da jimla kwamfuta fasahar? Wannan na iya a kira wani sauki ingantawa. A al'ada kwamfuta, da ƙaramar basa ɓangare na bayanai - a bit. Kuma idan muka yi la'akari da bayanan da wani abu na gani, da wani abu ga mota kawai biyu zažužžukan. Bit iya ƙunsar ko dai sifili ko daya, cewa wani bangare ne na wani binary code.

sabon hanyar

Yanzu bari tunanin cewa a cikin wani bit dauke da sifili, kuma naúra - wani "jimla bit" ko "Cube". Rawar da sauki canji zai yi wasa da juya na electron (shi iya juya ko dai kewaye iri na agogo ko counterclockwise). Ba kamar sauki bit Cube iya yi da dama ayyuka a lokaci guda, da kuma saboda wannan karuwa da za su faru gudun, low electron taro kuma cajin ne ba da muhimmanci a nan.

Wannan za a iya bayyana ta da misali na labyrinth. Don fita daga gare ta, kana bukatar ka yi kokarin da yawa daban-daban zabin daga wanda daya kawai zai zama daidai. Traditional kwamfuta ko solves matsaloli da sauri, duk da haka a lokaci daya ne kawai zai iya aiki a kan wani guda matsala. Ya enumerates duk zabin a kan daya fili, da kuma ƙarshe sami hanyar fita. A jimla kwamfuta, godiya ga biyuntakar kyubita iya warware matsaloli da yawa lokaci guda. Ya za a duba duk zažužžukan su ne ba a kan layi, kuma a cikin sa'a guda a cikin lokaci, da kuma warware matsalar. A wahala ne kawai a yanzu shi ne samun mai yawa aiki a kan jimla abu - wannan zai zama tushen wani sabon ƙarni na kwamfuta.

aikace-aikace

Mafi yawan mutane amfani da kwamfuta a gidan matakin. Tare da wannan da kyau kwarai aiki ya zuwa yanzu da kuma na al'ada da inji mai kwakwalwa, amma ga hango ko hasashen musamman events dubbai, watakila dubban daruruwan masu canji, cikin na'ura dole ne kawai babban. Jimla kwamfuta yadda sauƙi jimre da irin wannan abubuwa a matsayin yanayin Hasashen ga wata, a lura da bala'i da ta Hasashen data, kuma zai ma yi hadaddun ilmin lissafi computations da mahara canji ga wani ƙunshi juzu'i na biyu, duk da processor na 'yan kwayoyin zarra. Saboda haka yana yiwuwa, jimawa mu fi iko kwakwalwa ne takarda-bakin ciki.

zama lafiya

Jimla kwamfuta fasahar zai yi wata babbar gudummawa ga magani. Adam za su iya haifar da nanomachinery da karfi m, tare da su taimako, shi zai yiwu ba kawai don gane asali cutar da kawai neman a dukan jiki daga ciki, amma kuma ya samar da magani daga likita ba tare da tiyata: kankanin mutummutumi da "tarar da kwakwalwarmu" wasu fiye da kwamfuta iya yin duk yadda ake gudanar.

Makawa juyin juya halin a fagen kwamfuta da wasannin. Iko inji cewa zai iya nan take magance matsalar, za su iya wasa wasanni tare da wuce yarda da idon basira graphics, shi ne ba da nĩsa ba riga da kwamfuta halittu tare da cikakken nutsewa.