Elektron

En elektron er en subatomar elementarpartikel. Den har en negativ elektrisk ladning på ca. -1,6 × 10-19 coulomb og en masse på 9,109 × 10-31 kg (0,51 MeV/c²), eller 0,000549 u (unit).

Elektronen bliver almindeligvis betegnet e-. Elektronens antipartikel er positronen (e+) som er identisk med elektronen, men har en positiv elektrisk ladning. 

Atomer består af en kerne af protoner og neutroner med elektroner omkring sig, hvis bedste beskrivelse er tredimensionelle stående bølger i rumtiden. Elektroner har mindre masse end de to andre partikler; en proton har en masse, der er ca. 1.800 gange så stor som en elektrons.

Elektronerne svæver rundt i nogle elektronskaller, rundt om atomkernen. Elektronerne er inddelt efter deres energi i skallen. Der er 8 skaller i alt.

Elektronbanerne som elektronerne løber i er vilkårlige.

Når elektroner forsøges sendt igennem meget små ledninger viser det sig, at elektroner også her opfører sig som kvantebølger.

Elektroner tilhører en klasse af subatomare partikler kaldet leptoner, som formodes at være fundamentale. Elektronen har spin 1/2, som medfører at den er en fermion, dvs. opfylder Paulis udelukkelsesprincip og Fermi-Dirac statistikken.

Historie 

Elektronen blev opdaget af J.J. Thomson i 1897 i Cavendish Laboratoriet ved Cambridge Universitet ved undersøgelse af "katodestråler". Thomson bestemte forholdet mellem elektronens masse og ladning ved at se på katodestrålernes afbøjning i et magnetfelt.

I 1910 målte Robert Andrews Millikan elektronens ladning ved at få oliedråber til at svæve i et elektrisk felt. Dermed var både elektronens ladning og masse bestemt.

I 1913 publicerede danskeren Niels Bohr en model af atom-strukturen, hvor han introducerende teorien om elektroner, som bevæger sig i baner omkring atomets kerne, hvor grundstoffets kemiske egenskaber i stor udstrækning afgøres af elektronerne i de ydre baner. Denne beskrivelse er senere blevet kendt som Bohr modellen.

I 2008 lykkedes det for nogle forskere at filme en elektrons energifordeling, mens den red på en lysbølge.

Hver gang vi har ændret opfattelse af elektroners væsen, har grunden været lagt for en ny teknologi. Dengang elektroner blev opfattet som små planeter i et miniature-solsystem, opfandt man den elektriske motor, lyspærer og telefonen. Da man gik over til at se på elektroner som udgangspunkt for stråling, fik man opfindelser med navn efter radiation (engelsk for "stråling"), som radio og radar. I foreløbig sidste runde, hvor man har opdaget elektronernes evne til at teleportere (forsvinde for så at dukke op igen et helt andet sted), fik vi datamaskinen, computeren.

Tekniske detaljer 
Elektronen modelleres i kvantemekanik med Dirac-ligningen.

Elektricitet 
Når elektroner flytter sig fri af atomkernen, og når der er et nettoflow, kaldes dette flow for elektricitet eller en elektrisk strøm. Elektrisk ladning kan direkte måles med et elektrometer. Elektrisk strøm kan direkte måles med et galvanometer (amperemeter).

Såkaldt "statisk elektricitet" er ikke en elektronstrøm. Det kaldes mere korrekt for "statisk ladning", det skyldes et overskud eller underskud af elektroner i forhold til positive kernepartikler (protoner):
 Når der er et overskud af elektroner, siges objektet at være "negativt ladet".
 Når der er et underskud af elektroner, siges objektet at være "positivt ladet".
 Når antallet af elektroner og antallet af protoner er ens, siges objektet at være elektrisk "neutralt".

Se også 
 Elektronskal
 Atom
 Elementarpartikel
 Standardmodellen
 Proton
 Neutron
 Foton
 Van Allen-bælterne
 Polarlys

Referencer

Eksterne henvisninger 

 Killer Electrons. NASA 
 Particle Data Group 
 21 July 2005, PhysicsWeb: Timing electrons  Citat: "...How long does it take an electron to jump from one atom to another? According to a team of physicists in Germany and Spain, the answer is just 320 attoseconds..."
 25. maj 2011, ing.dk: Overraskelse for forskere: Elektroner er kuglerunde 

Leptoner
Kvantemekanik
Kvanteelektrodynamik
Subatomare partikler