邋遢大王
如果要給電子貼上幾個標(biāo)簽,你會選擇什么?
A.構(gòu)成原子? ? ?B.物質(zhì)基本粒子? ? ? C.很小
但要我說,電子最重要的特點(diǎn)就是總是無時無刻地跑來跑去。如果電子停下來,那么整個世界都會瞬間歸于沉寂呢。
咳咳,這張電子圍繞著原子核運(yùn)動的圖,看起來很酷炫吧?但可惜這并不是真正的電子圖片,只是科學(xué)家們模擬出來的。
因?yàn)殡娮訉?shí)在太特殊了??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn):電子是一個個無體積的點(diǎn)粒子;電子永遠(yuǎn)都在不停地運(yùn)動。連現(xiàn)在最先進(jìn)的電子顯微鏡也別想看清它的模樣。
如果非要說說電子的大小,大約可以這樣形容:
在一個原子中,電子圍繞原子核運(yùn)動就像我們的太陽系,行星圍繞著地球太陽運(yùn)動。
如果原子是一個太陽系,那么電子就是——地球上的一顆小石子。沒錯,電子就是如此微小。
電子這么小,是怎么被人類發(fā)現(xiàn)的呢?
真空放電
19世紀(jì)末,人們已經(jīng)認(rèn)識了原子,電能逐漸走向千家萬戶;愛迪生正和特斯拉因?yàn)橹绷骱徒涣麟姵硞€不停;法拉第正忙著發(fā)明發(fā)電機(jī)。
一個奇怪的放電現(xiàn)象引起了當(dāng)時許多科學(xué)家的注意:真空放電現(xiàn)象。
人們驚奇地發(fā)現(xiàn),在真空度很高的真空管里放電時,陰極會產(chǎn)生美麗的輝光。點(diǎn)綴城市夜空的五顏六色的霓虹燈是輝光放電現(xiàn)象,黑夜里照亮我們學(xué)習(xí)生活的日光燈也是輝光放電現(xiàn)象,電工用來檢測電路的測電筆上閃爍的小氖管還是輝光放電現(xiàn)象。
別看今天輝光放電很平常,在當(dāng)時可是個重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。各國的物理學(xué)家都希望能找出這光是什么,從哪兒來的。
小小的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
德國物理學(xué)家哥爾德斯坦認(rèn)為,這種輝光是一種類似紫外線的射線。而在英國和法國,物理學(xué)家們卻認(rèn)為這是一種流動的微觀粒子。雙方誰也說服不了誰,于是,這場關(guān)于真空放電的輝光是粒子還是射線的爭論,持續(xù)了近20年。
直到湯姆遜開始了他的研究,情況才有所改變。湯姆遜是一位傳奇科學(xué)家,出生在英國,14歲就進(jìn)入了大學(xué)。
湯姆遜對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了小小的改進(jìn),他把真空管內(nèi)的空氣抽得更加稀薄,提高了真空管的真空度。這一操作帶來了決定性的改變,湯姆遜發(fā)現(xiàn)輝光原來是一種帶負(fù)電的非常微小的粒子構(gòu)成的粒子流。
新的發(fā)現(xiàn)
當(dāng)時人們還不知道原子的結(jié)構(gòu),但已經(jīng)知道了原子是中性的,是不帶電荷的,要是帶了正電呢,那就是陽離子,帶了負(fù)電呢,自然就是陰離子了。
那么從陰極跑出來的輝光也是一種陰離子嗎?湯姆遜決定通過實(shí)驗(yàn)確定一下。這一研究可好,這竟然是一種從原子內(nèi)部發(fā)出,一群帶有負(fù)電荷、十分微小的高速質(zhì)點(diǎn)。顯微鏡無法觀測到單個粒子的大小,只有當(dāng)成群的粒子匯聚起來,才能顯露出樣貌。于是,湯姆遜給這種粒子起了名字——電子。
這個巨大的發(fā)現(xiàn)不但讓湯姆遜獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。還徹底改變了人們認(rèn)為原子是最小粒子,不可分割的說法。人類步入了一個全新的微觀物理世界。
湯姆孫打開了電子世界的大門。人們發(fā)現(xiàn)電子是天生的帶電體,還是熱愛運(yùn)動的小家伙,它總是跑來跑去的,一刻也不停。當(dāng)電子聯(lián)合成龐大的隊伍時,就形成了近代工業(yè)中最重要的動力源——電流。這電流發(fā)動了馬達(dá),驅(qū)動了列車,送來了光明。
科學(xué)家們能根據(jù)需要控制電子的運(yùn)動(在固體、真空中),從而制造出各種電子儀器和元件,如各種電子管、集成電路等,讓人類進(jìn)入微電子科技時代。電子還大大促進(jìn)了電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,我們現(xiàn)在能進(jìn)行視頻通話、小小的手機(jī)幾乎幫助我們解決一切問題,也都是跑來跑去的電子的功勞哦。
瞧!我們身邊的一切都是電子運(yùn)動的結(jié)果?,F(xiàn)在,你知道要給電子貼一個專屬標(biāo)簽的話,哪個才是正確答案了吧!