Elektron: Perbedaan antara revisi

Elektron, yang termasuk ke dalam [[generasi (fisika partikel)|generasi]] keluarga partikel [[lepton]] pertama,<ref name="curtis74"/> berpartisipasi dalam interaksi [[gravitasi]], interaksi [[gaya elektromagnetik|elektromagnetik]] dan [[interaksi lemah]].<ref name="anastopoulos1">

{{cite book

}}</ref> Sama seperti semua materi, elektron memiliki sifat bak partikel maupun bak gelombang ([[dualitas gelombang-partikel]]), sehingga ia dapat bertumbukan dengan partikel lain dan ber[[difraksi]] seperti cahaya. Oleh karena elektron termasuk fermion, dua elektron berbeda tidak dapat menduduki keadaan kuantum yang sama sesuai dengan [[asas pengecualian Pauli]].<ref name="curtis74"/>

 

Orang [[Yunani Kuno]] memperhatikan bahwa [[ambar]] dapat menarik benda-benda kecil ketika digosok-gosokkan dengan bulu hewan. Selain [[petir]], fenomena ini merupakan salah satu catatan terawal manusia mengenai listrik.<ref>

{{cite book

}}</ref> Dalam karya tahun 1600-nya {{lang|la|''[[De Magnete]]''}}, fisikawan Inggris [[William Gilbert]] menciptakan istilah baru {{lang|la|''electricus''}} untuk merujuk pada sifat penarikan benda-benda kecil setelah digosok.<ref>

{{cite book

}}</ref> Bahasa Inggris untuk kata ''electric'' diturunkan dari bahasa Latin ''{{lang|la|ēlectrum}}'', yang berasal dari bahasa Yunani {{lang|grc|ήλεκτρον}} (''{{lang|grc-Latn|ēlektron}}'') untuk batu ambar.

 

}}</ref> Namun, Stoney percaya bahwa muatan-muatan ini secara permanen terikat pada atom dan tidak dapat dilepaskan. Pada tahun 1881, fisikawan Jerman [[Hermann von Helmholtz]] berargumen bahwa baik muatan positif dan negatif dibagi menjadi beberapa bagian elementer, yang "berperilaku seperti atom dari listrik".<ref name="arabatzis">

{{cite book

}}</ref>

 

}}</ref> Kata ''electron'' merupakan kombinasi kata ''electric'' dengan akhiran ''on'', yang digunakan sekarang untuk merujuk pada partikel subatomik seperti proton dan neutron.<ref>

{{cite book

}}</ref><ref>

{{cite book

}}</ref>

 

[[Berkas:Cyclotron motion wider view.jpg|right|thumb|350px|Seberkas elektron dibelokkan menjadi lingkaran oleh medan magnet<ref>

{{cite book

}}</ref>]]

 

}}</ref> Ia kemudian menunjukkan sinar berpendar yang tampak di dalam tabung tersebut membawa energi dan bergerak dari katode ke [[anode]]. Lebih jauh lagi, menggunakan medan magnetik, ia dapat membelokkan sinar tersebut dan mendemonstrasikan bahwa berkas ini berperilaku seolah-olah ia bermuatan negatif.<ref name="leicester">

{{cite book

}}</ref><ref>[[#refDahl1997|Dahl (1997:64–78).]]</ref> Pada tahun 1879, ia mengajukan bahwa sifat-sifat ini dapat dijelaskan menggunakan apa yang ia istilahkan sebagai 'materi radian' (''radiant matter''). Ia mengajukan ini adalah [[keadaan materi]] keempat, yang terdiri dari [[molekul|molekul-molekul]] bermuatan negatif yang diproyeksikan dengan kecepatan tinggi dari katode.<ref>

{{cite journal

Pada tahun 1896, fisikawan Britania [[J. J. Thomson]], bersama dengan koleganya [[John Sealy Townsend|John S. Townsend]] dan [[Harold A. Wilson (fisikawan)|H. A. Wilson]],<ref name="dahl"/> melakukan eksperimen yang mengindikasikan bahwa sinar katode benar-benar merupakan partikel baru dan bukanlah gelombang, atom, ataupun molekul seperti yang dipercayai sebelumnya. Thomson membuat perkiraan yang cukup baik dalam menentukan muatan ''e'' dan massa ''m'', dan menemukan bahwa partikel sinar katode, yang ia sebut "corpuscles" mungkin bermassa seperseribu massa ion terkecil yang pernah diketahui (''hidrogen'').<ref name="wilson">

{{cite book

}}</ref> Ia menunjukkan bahwa nisbah massa terhadap muatan, ''e''/''m'', tidak tergantung pada material katode. Ia lebih jauh lagi menunjukkan bahwa partikel bermuatan negatif yang dihasilkan oleh bahan-bahan radioaktif, bahan-bahan yang dipanaskan, atau bahan-bahan yang berpendar bersifat universal.<ref>

{{cite web

}}</ref> Namun, model Bohr gagal menjelaskan intensitas relatif garis spektrum ini dan gagal pula dalam menjelaskan spektrum atom yang lebih kompleks.<ref name="smirnov">

{{cite book

}}</ref>

 

Pada tahun 1924, fisikawan Austria [[Wolfang Pauli]] memperhatikan bahwa struktur seperi kulit atom ini dapat dijelaskan menggunakan empat parameter yang menentukan tiap-tiap keadaan energi kuantum sepanjang tiap keadaan diduduki oleh tidak lebih dari satu elektron tunggal. Pelarangan adanya lebih dari satu elektron menduduki keadaan energi kuantum yang sama dikenal sebagai [[asas pengecualian Pauli]].)<ref>

{{cite book

}}</ref> Mekanisme fisika yang menjelaskan parameter keempat, yang memiliki dua nilai berbeda, diberikan oleh fisikawan Belanda [[Samuel Abraham Goudsmit|Abraham Goudsmith]] dan [[George Uhlenbeck]] ketika mereka mengajukan bahwa elektron, selain momentum sudut orbitnya, juga dapat memiliki momentum sudut intrinsiknya sendiri.<ref name="smirnov"/><ref>

{{cite journal

}}</ref> Ini berarti bahwa di bawah kondisi yang tepat, elektron dan semua materi dapat menunjukkan sifat-sifat seperti partikel maupun seperti gelombang. [[Teori korpusukular cahaya|Sifat korpuskular]] partikel dapat didemonstrasikan ketika ia dapat ditunjukkan memiliki posisi terlokalisasi dalam ruang sepanjang trayektorinya pada waktu apapun.<ref>

{{cite book

}}</ref> Sifat seperti gelombang dapat dipantau ketika seberkas cahaya dilewatkan melalui celah-celah paralel dan menghasilkan pola-pola [[interferensi]].

 

}} {{De icon}}</ref> Daripada menghasilkan penyelesaian yang menentukan lokasi elektron seiring dengan berjalannya waktu, persamaan gelombang ini dapat digunakan untuk memprediksikan probabilitas penemuan sebuah elektron dekat sebuah posisi. Pendekatan ini kemudian disebut sebagai [[mekanika kuantum]], yang memberikan perhitungan keadaan energi elektron atom hidrogen dengan sangat tepat. Ketika spin dan interaksi antara banyak elektron diperhitungkan, mekanika kuantum memungkinkan konfigurasi elektron dalam atom bernomor atom lebih tinggi daripada hidrogen diprediksi dengan tepat.<ref>

{{cite book

}}</ref>

 

}}</ref> Partikel positron ditemukan pada tahun 1932 oleh [[Carl D. Anderson]], yang menyerukan dinamakannya elektron biasa sebagai ''negatron'', dan ''elektron'' digunakan sebagai istilah generik untuk merujuk pada kedua partikel tersebut. Penggunaan istilah 'negatron' kadang-kadang masih dapat ditemukan sekarang, dan dapat disingkat menjadi 'negaton'.<ref>

{{cite book

}}</ref><ref>

{{cite book

}}</ref>

 

Dengan energi berkas sebesar 1,5&nbsp;GeV, penumbuk partikel berenergi tinggi [[ADONE]] memulai operasinya pada tahun 1968.<ref>

{{cite book

}}</ref> Alat ini mempercepat elektron dan positron dengan arah yang berlawanan, secara efektif menggandakan energi tumbukan dibandingkan apabila menumbukkan elektron dengan target yang diam.<ref>

{{cite journal

}}

* {{cite book

}}