Elektronen sind überall. woraus bestehen sie? Es ist die kleinste Einheit, aus der alles besteht.

Elektronik scheint weit von unserem Leben entfernt zu sein, aber tatsächlich ist sie überall.

In einem Mobiltelefon, einem Stein, einem Staubkorn und sogar in unserem eigenen Körper befinden sich unzählige Elektronen. Was genau sind Elektronen? Woraus besteht es? Seit der Mensch über ein Denkvermögen verfügt, ist er entschlossen, den Ursprung der Dinge zu erforschen. Um dem Ursprung der Dinge auf die Spur zu kommen, müssen wir zunächst verstehen, woraus Materie besteht. In den Jahren vor der Geburt der Naturwissenschaften konnten die Menschen über dieses Problem nur aus einer philosophischen Perspektive nachdenken. Manche Menschen betrachteten Wasser als den Ursprung aller Dinge, während andere Feuer als den Ursprung aller Dinge betrachteten. Die Denkweise dieser alten Weisen kann eigentlich nicht als falsch angesehen werden, denn aus naturwissenschaftlicher Sicht haben alle Dinge denselben Ursprung. Ob Wasser, Feuer, Steine ​​oder Luft – auf mikroskopischer Ebene ist ihr Wesen dasselbe.

Was ist die Natur der Materie?

Die meisten Stoffe bestehen aus einzelnen Molekülen. Wasser besteht beispielsweise aus Wassermolekülen. Die Anordnung der Wassermoleküle führt dazu, dass Wasser unterschiedliche Formen annimmt. Wenn Wassermoleküle beispielsweise durch Wasserstoffbrücken eine gerichtete und geordnete Anordnung bilden, verwandelt sich Wasser in Eis. Wassermoleküle sind sehr klein, nur etwa 0,4 Nanometer groß, also hundert- oder sogar tausendmal kleiner als Viren, sodass sie mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Wassermoleküle sind jedoch nicht die kleinste Form von Materie. Sie bestehen aus Atomen, zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Im Vergleich zu Molekülen sind Atome sogar noch kleiner, normalerweise weniger als 0,1 Nanometer. Aber selbst so kleine Dinge sind noch nicht die kleinsten Einheiten, aus denen Materie besteht.

Mit der Entwicklung wissenschaftlicher Beobachtungstechnologien entdeckten die Menschen, dass Atome aus zwei Teilen bestehen, nämlich dem Kern und extranuklearen Elektronen.

Elektronen sind für ein Atom äußerst wichtig. Wenn ein Atom Elektronen verliert, wird es zu einer sehr instabilen ionischen Substanz. Der Lade- und Entladevorgang der Lithiumbatterie, die wir im täglichen Leben verwenden, ist eigentlich der Prozess, bei dem Lithiumatome Elektronen verlieren und zu Lithiumionen werden und sich dann mit Elektronen verschmelzen, um wieder zu Lithiumatomen zu werden. Beim Laden, angeregt durch eine externe Stromquelle, zerfallen die Lithiumatome im positiven Elektrodenmaterial der Lithiumbatterie in Lithiumionen und Elektronen. Nach der Zersetzung können die Lithiumionen direkt durch die Membran zwischen der positiven und negativen Elektrode im Inneren der Batterie zur negativen Elektrode gelangen, während die Elektronen durch den externen Stromkreis zur negativen Elektrode gelangen, sich dann an der negativen Elektrode treffen und zu Lithiumatomen rekombinieren.

Ebenso zerfallen Lithiumatome beim Entladen wieder in Lithiumionen und Elektronen. Die Lithiumionen kehren von der Membran zur positiven Elektrode zurück, während die Elektronen durch den externen Stromkreis zur positiven Elektrode zurückkehren und dabei die Elektrogeräte passieren, um sie mit elektrischer Energie zu versorgen.

Ein vollständiges Atom besteht aus dem Kern und den extranuklearen Elektronen. Können diese beiden Dinge noch weiter unterteilt werden? Der Atomkern ist in Ordnung. Im Atomkern gibt es zwei Dinge: das Proton und das Neutron. Die Anzahl der Protonen bestimmt die Art des Elements. Ein Element mit einem Proton ist beispielsweise Wasserstoff und ein Element mit zwei Protonen ist Helium. Die Anzahl der Neutronen bestimmt die verschiedenen Isotope. Beispielsweise hat das Isotop Deuterium ein Proton und ein Neutron, während das Isotop Tritium ein Proton und zwei Neutronen hat. Unterschiedliche Anzahlen von Protonen und Neutronen bestimmen unterschiedliche Elemente. Können Protonen und Neutronen also noch weiter unterteilt werden?

Um zu sehen, was sich im Inneren von Protonen und Neutronen befindet, hat der Mensch Teilchenbeschleuniger eingesetzt, aber selbst damit ist es ihm nicht gelungen, diese auseinanderzusprengen. Das heißt aber nicht, dass in Protonen und Neutronen nichts steckt.

Denn als die Kollision stattfand, stellte man fest, dass das Proton drei verschiedene Streuwinkel hatte, was bedeutet, dass sich im Inneren des Protons drei Teilchen befanden, die Quarks genannt wurden. Dem Menschen ist es nie gelungen, Protonen zu zerlegen, da die Kraft, die Quarks zusammenhält, die starke Kraft ist. Anders als bei der elektromagnetischen Kraft nimmt die Kraft mit der Entfernung ab, die Kraft selbst jedoch mit der Entfernung zu. Daher gibt es keine Möglichkeit, drei Quarks zu trennen. Quarks werden auch als Elementarteilchen definiert, die die kleinsten Strukturen darstellen, aus denen Materie besteht. Bisher hat der Mensch viele Elementarteilchen entdeckt, darunter die Quarks, aus denen Protonen bestehen, und die Elektronen außerhalb des Atomkerns.

Ja, wie Quarks sind auch Elektronen Elementarteilchen, die kleinsten Einheiten, aus denen Materie besteht, und sie sind unteilbar. Daher gibt es keine Möglichkeit zu erklären, woraus Elektronen bestehen, da sie selbst die kleinste Einheit der Materie sind.

Obwohl es viele Arten von Elementarteilchen gibt, können sie in zwei Kategorien unterteilt werden: Fermionen und Bosonen. Sie sind beide die kleinsten Einheiten der Materie, spielen jedoch unterschiedliche Rollen. Fermionen sind die kleinsten Einheiten materieller Strukturen, während Bosonen das Medium zur Übertragung von Wechselwirkungen sind. Beispielsweise wird die starke Kraft, die drei Quarks fest aneinander bindet, durch Bosonen wie Gluonen übertragen. Wenn Fermionen Ziegelsteine ​​sind, dann sind Bosonen Zement. Offensichtlich sind Elektronen und Quarks beide Fermionen, während Gluonen, Photonen usw. alle Bosonen sind.

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