Свободный электрон — Элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом. Свободными называются электроны, не входящие в состав определенного атома или иона.
polytech
polytech
термин

Свободный электрон

Элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом. Свободными называются электроны, не входящие в состав определенного атома или иона.

Именно поток свободных электронов образует электрический ток. Больше всего не связанных с атомами электронов в металлах, чем и объясняется их высокая электропроводимость.

Впервые предположение о том, что электрический разряд состоит из отдельных частиц, еще в середине XVIII века высказал Бенджамин Франклин (1706-1790). Сходные идеи в той или иной форме развивались на протяжении всего XIX столетия: так, важной вехой стало открытие Майклом Фарадеем (1791-1867) ионов – переносчиков электрического заряда в растворах солей. Ионы, как сейчас известно, представляют собой атомы с неравным количеством протонов и электронов, но их структура оставалась загадкой вплоть до рубежа веков.

Проводя эксперименты с так называемыми «катодными лучами» (отрицательно заряженным излучением, возникающим в разреженном газе), британский физик Джозеф Томсон (1856-1940) обнаружил их дискретную природу. Лучи искривлялись под воздействием магнитных полей, а их скорость была значительно меньше скорости света. Следовательно, лучи – точнее, их составляющие – имели массу, которая при этом составляла лишь тысячные доли от массы любого известного иона. Томсон назвал новые частицы «электронами» (от греческого слова «янтарь»: с древности было известно, что от трения янтарь начинает притягивать мелкие предметы и испускать искры – эффекты, которые в современных терминах объясняются через идею статического электричества). Вскоре они стали важнейшим элементом всех новых моделей атомов.

Чтобы вырваться за пределы атома и стать свободным, электрону требуется некоторое количество энергии, разное для разных элементов. Её электрон может получить, например, за счёт поглощения фотонов света или любого другого электромагнитного излучения.

Другой способ образования свободных электронов – так называемый «бета-минус-распад», то есть превращение нейтрона внутри атомного ядра в протон. В ходе этого процесса из высвобожденных энергии и электрического заряда возникают пучки быстрых электронов и других частиц, антинейтрино.

not loaded

Дж.Дж.Томсон © Wikimedia

not loaded


Луч электронов в катодной трубке © Wikimedia