电子是基本粒子,地球所有电子有多重?据说只有一千克,是真的?

电子是人类发现的第一个基本粒子,说它是基本粒子的话,比较有趣的是1897年J.J.汤姆逊发现了电子的粒子性因而获得了1906年的诺贝尔物理学奖,而他的儿子G.P.汤姆逊则因为验证了德布罗意波,也就是电子的波动性获得了1937年的诺贝尔奖!

所以电子是一个无比矛盾的综合体,它具有波粒二象性,而且它的质量极小,据说全世界的电子加起来也不过一千克,真的是这样吗?

电子与量子力学

量子力学的发展最早是由光子引起的,这就是十九世纪末最著名的黑体辐射问题,维恩公式在短波上非常准确,而瑞利金斯公式则在长波上非常准确,普朗克则量子不连续性解释了黑体辐射,而且在全波段拟合都非常完美!普朗克的量子假说和此后爱因斯坦的光电理论开启了二十世纪最为重要的量子力学。

此后关于原子内部电子运动的描述贯穿了整个量子力学发展史,首先是卢瑟福的波尔以半量子化完善了卢瑟福的原子模型,之后则是泡利不相容解释了电子不会因为质子的库伦作用力掉入原子核!然后海森堡不确定性原理描述了电子不可同时测量位置与动量无法测定的原因,还有薛定谔的波动方程解释了电子的波动性,最后则是波尔以波粒二象性的总结。当然即使到现在,关于量子力学的很多定论仍然在激烈的争论中!

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