نصف القطر التقليدي للإلكترون

من موسوعة العلوم العربية
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

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

يسمى نصف القطر 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

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) و الشحنة (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 الكسران 3/5 أو 1/2 وعوضنا عن الطاقة بالطاقة الساكنة للإلكترون () نحصل على قيمة المكتوبة اعلاه .

فمن 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 نصفقطر الكلاسيكي للإلكترون بأنه يعطينا الحجم الحقيقي للإلكترون . ومع ذلك فيستعمل نصف القطر الكلاسيي للإلكترون عند دراسة المفاعلة الكلاسيكية للإلكترون مثلما في تشتت تومسون للإلكترونات ومعادلة كلاين-نيشنا .

علاقته بنصف قطر بور

ويمثل 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 .

wحيث :

ثابت كولوم
ثابت البناء الدقيق
and ثابت بلانك.

مراجع


اقرأ أيضا

وصلات خارجية


قالب:فيزياء

وصلات خارجية


en:classical electron radius cs:Klasický poloměr elektronu pl:Klasyczny promień elektronu ro:Raza clasică a electronului sk:Klasický polomer elektrónu sl:Klasični polmer elektrona uk:Класичний радіус електрона