انتقل إلى المحتوى

نصف قطر تقليدي للإلكترون

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
نصف قطر تقليدي للإلكترون
معلومات عامة
البعد حسب النظام الدولي للكميات
عدل القيمة على Wikidata
قيمة عددية
2٫8179403262 فمتومتر[1] (2018) عدل القيمة على Wikidata
تعريف الصيغة
[2] عدل القيمة على Wikidata
الرموز في الصيغة
  القائمة ...





عدل القيمة على Wikidata
وحدة لقياس
وحدة القياس الموصى بها

نصف القطر التقليدي للإلكترون أو شعاع الإلكترون الكلاسيكي أو نصف القطر الكلاسيكي في الفيزياء (بالإنجليزية:) هو نصف قطر الإلكترون نفسه والذي يحوي الشحنة الأولية السالبة.[3]

يسمى الشعاع التقليدي للإلكترون أحيانا طول تشتت تومسون للإلكترون وهو محسوب طبقا للديناميكا الكلاسيكية ، أي أن طريقة حسابه لا تأخذ التأثيرات الناتجة عن النظرية النسبية الخاصة ولا التأثيرات الكمومية طبقا ل ميكانيكا الكم. وحساب نصف قطر الإلكترون الكلاسيكي يعطي:

حيث:

شحنة الإلكترون
كتلة الإلكترون
سرعة الضوء,
سماحية الفراغ الكهربية.

علاقته بطاقة الإلكترون

[عدل]

فإذا عوضنا عن تلك القيم ب نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية cgs فإن ذلك يسهل عملية الحساب ، ونحصل على:

حيث:

.

وطبقا لنظام الوحدات المستخدمة تصبح

وهو ثابت مطلق (ليس له وحدات) ، وكتلة الإلكترون (بالجرام) ،وسرعة الضوء في الفراغ (سنتيمتر /ثانية) والشحنة (وحدة شحنة كهربية ساكنة) esu.

وطبقا لفيزياء الكهرباء الساكنة تكون الطاقة E اللازمة لتوزيع شحنة كهربية توزيعا متساويا على كرة نصف قطرها  :

.

فإذا كانت الشحنة موزعة على سطح الكرة ، نحصل على :

.

فإذا أهملنا الكسرين 3/5 أو 1/2 وعوضنا عن الطاقة بالطاقة الساكنة للإلكترون () نحصل على قيمة المكتوبة اعلاه.

من وجهة الديناميكا الكلاسيكية يمثل نصف القطر الكلاسيكي للإلكترون حجم الإلكترون، وقد علمتنا ميكانيكا الكم أن خواص الإلكترون الواقعية تختلف عن النتيجة الكلاسيكية عند التعامل مع أطوال قصيرة جدا كهاذه، ولذلك فلا نأخذ اليوم نصف القطر الكلاسيكي للإلكترون على أنه يعطينا الحجم الحقيقي للإلكترون. مع ذلك، يستعمل نصف القطر الكلاسيي للإلكترون عند دراسة المفاعلة الكلاسيكية للإلكترون كما في تشتت تومسون للإلكترونات ومعادلة كلاين-نيشنا.

يمثل نصف القطر الكلاسيكي للإلكترون أحد ثلاث ثوابت هامة في الفيزياء، والثابتان الآخران هما: نصف قطر بور وطول موجة كومبتون للإلكترون . ويتكون نصف القطر التقليدي للإلكترون من كتلة الإلكترون , و سرعة الضوء وشحنة الإلكترون .

ويتكون نصف قطر بور من و و ثابت بلانك .

كما يتكون طول موجة كومبتون من و و .

وكل واحد من تلك الأطوال الثلاثة يمكن كتابته باستعمال الآخرين مع إضافة ثابت البناء الدقيق :

وعن طريق التقدير الاستقرائي للمعادلة الأولى فيمكن تصور أن أي كتلة يكون لها نصف قطر كهرومغناطيسي يعادل النصف قطر الكلاسيكي للإلكترون.

حيث:

ثابت كولوم
ثابت البناء الدقيق
and ثابت بلانك.

اقرأ أيضا

[عدل]

مراجع

[عدل]
  1. ^ مذكور في: 2018 CODATA recommended values. تاريخ النشر: يونيو 2019.
  2. ^ ا ب مذكور في: ISO 80000-10:2019 Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics. قسم أو آية أو فقرة أو بند: 10-19.2. الناشر: المنظمة الدولية للمعايير. لغة العمل أو لغة الاسم: الإنجليزية. تاريخ النشر: أغسطس 2019.
  3. ^ "معلومات عن نصف قطر تقليدي للإلكترون على موقع physics.nist.gov". physics.nist.gov. مؤرشف من الأصل في 2020-08-19.

وصلات خارجية

[عدل]