Elektron
Das Elektron (IPA: [], ; von altgriechisch ἤλεκτρον élektron „Bernstein“) ist ein negativ geladenes stabiles Elementarteilchen. Sein Symbol ist e−.
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Elektron (e−) | |
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| Klassifikation | |
| Elementarteilchen Fermion Lepton | |
| Eigenschaften | |
| elektrische Ladung | −1 e −1,602 176 634 · 10−19 C |
| Masse | 5,485 799 090 65(16) · 10−4 u 9,109 383 7015(28) · 10−31 kg |
| Ruheenergie | 0,510 998 950 00(15) MeV |
| Compton-Wellenlänge | 2,426 310 238 67(73) · 10−12 m |
| magnetisches Moment | −9,284 764 7043(28) · 10−24 J/T −1,001 159 652 181 28(18) μB |
| g-Faktor | −2,002 319 304 362 56(35) |
| gyromagnetisches Verhältnis |
1,760 859 630 23(53) · 1011 rad·s−1·T−1 |
| Spin | ½ |
| mittlere Lebensdauer | stabil |
| Wechselwirkungen | schwach elektromagnetisch Gravitation |
Elektronen sind Bestandteile von Atomen und damit von jeder Art gewöhnlicher Materie. Sie sind an den Atomkern gebunden und bilden die Elektronenhülle des Atoms. Die gesamte Chemie beruht im Wesentlichen auf den Eigenschaften und Wechselwirkungen dieser gebundenen Elektronen.
In Metallen ist ein Teil der Elektronen nahezu frei beweglich und bewirkt die hohe elektrische Leitfähigkeit metallischer Leiter. Dies ist die Grundlage der Elektrotechnik und der Elektronik. In Halbleitern ist die Zahl der beweglichen Elektronen und damit die elektrische Leitfähigkeit leicht zu beeinflussen, sowohl durch die Herstellung des Materials als auch später durch äußere Einflüsse wie Temperatur, elektrische Spannung, Lichteinfall etc. Dies ist die Grundlage der Halbleiterelektronik.
Aus jedem Material können bei starker Erhitzung oder durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes Elektronen austreten (Glühemission, Feldemission). Als freie Elektronen können sie dann im Vakuum durch weitere Beschleunigung und Fokussierung zu einem Elektronenstrahl geformt werden. Dies hat die Entwicklung der Bildröhre (CRT) für Oszilloskope, Fernseher und Computermonitore ermöglicht. Weitere Anwendungen freier Elektronen sind z. B. die Röntgenröhre, das Elektronenmikroskop, das Elektronenstrahlschweißen, physikalische Grundlagenforschung mittels Teilchenbeschleunigern und die Erzeugung von Synchrotronstrahlung für Forschung und Technik.
In der β−-Radioaktivität wird beim Beta-Minus-Zerfall eines Atomkerns ein Elektron neu erzeugt und ausgesandt.
Der experimentelle Nachweis des Elektrons gelang erstmals Emil Wiechert im Jahre 1897 und wenig später Joseph John Thomson.