Un électron est une particule élémentaire stable chargée négativement. Avec les neutrons et les protons, c'est l'une des trois sous-particules qui composent un atome. Pour cette raison, elle peut également être définie comme une particule subatomique. Il fait partie du groupe des leptons.
Ils peuvent apparaître à l'état libre (sans être attachés à un atome) ou attachés au noyau d'un atome.
Le piège de Penning est souvent utilisé pour mesurer ce type de particules .
Les électrons existent dans les atomes dans des coquilles sphériques de différents rayons. Ces couches sphériques représentent les niveaux d'énergie. Plus la coquille sphérique est grande, plus l'énergie contenue dans cette particule élémentaire est importante.
Énergie électrique
Dans les conducteurs électriques, les flux de courant sont les électrons des atomes qui circulent individuellement d'un atome à l'autre en direction du pôle négatif vers le pôle positif du conducteur électrique. C'est ce que nous appelons l'énergie électrique ou l'électricité.
Bien qu'ils fassent généralement partie d'atomes, il existe des électrons qui forment des faisceaux dans le vide ou se déplacent indépendamment à travers la matière.
Dans les matériaux semi-conducteurs, le courant électrique est également produit par le mouvement de ces sous-particules.
Charge électrique électronique
La charge d'un électron est de 1,60 x 10 -19 C.
La quantité de charge électrique n'est pas mesurée en termes de charge d'une seule sous-particule car elle est extrêmement petite. Au lieu de cela, le Coulomb est utilisé, avec le symbole C. Le Coulomb est l'unité standard de quantité de charge électrique. Un Coulomb représente environ 6,24 x 10 18 électrons.
La charge d'une seule de ces sous-particules est considérée comme l'unité de charge électrique élémentaire. On lui attribue une polarité négative, nous disons donc qu'il a une charge électrique négative.
D'un point de vue physique, les protons et les électrons ont la même charge élémentaire mais de signe opposé. Le proton est chargé positivement.
Comment a-t-il été déterminé? Expérience de goutte d'huile de Millikan
Le but de l'expérience de goutte d'huile de Robert Millikan et Harvey Fletcher était de déterminer la charge d'un seul électron. Ils l'ont fait en gardant une petite goutte d'huile flottant entre deux plaques de condenseur.
Ils ont constaté que les valeurs mesurées étaient toujours un multiple de la même charge. Ils ont interprété cela comme une charge sur un seul électron: 1 602 × 10 −19 Coulomb.
En 1923, Millikan a remporté le prix Nobel de physique.
Masse d'électrons
Sa masse est d'environ 9,11 x 10 -31 kg.
Les électrons se déplaçant à une fraction appréciable de la vitesse de la lumière ont une masse plus élevée en raison d'effets relativistes. Autrement dit, la masse de l'électron augmente avec la vitesse, selon les prédictions d'Albert Einstein.
Histoire et découverte
L'électron a été la première particule élémentaire découverte.
En 1895, Jean Perrin, analysant la charge électrique des rayons dits cathodiques, a montré qu'ils portaient une charge négative.
Joseph John Thomson a réussi à déterminer la charge spécifique des particules. En 1906, Thomson a remporté le prix Nobel de physique.
Millikan a profité du travail de Thomson pour réaliser l'expérience de goutte d'huile. Dans cette expérience, il a pu mesurer la charge et la masse
La production d'électrons libres a conduit au développement de l'électronique.
