Электрон

Электроны — это фундаментальные субатомные частицы, участвующие в различных атомных процессах, включая процессы, имеющие отношение к генерации рентгеновского излучения и взаимодействию с веществом.

Свойства

• Субатомная частица с массой 9,109 × 10⁻³¹ кг (~0,0005 относительной массы протона).

• Имеет заряд -1 (-1,6 × 10⁻ C).

• В нейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов.

Электронные оболочки и конфигурация

Электроны занимают дискретные энергетические уровни, или оболочки, расположенные от наиболее внутренних к внешним:

• K-оболочка → вмещает 2 электрона

• L-оболочка → вмещает 8 электронов

• M-оболочка → вмещает 18 электронов

• N-оболочка → вмещает 32 электрона

• O-оболочка → вмещает 50 электронов

Каждая оболочка состоит из подоболочек, влияющих на поведение и распределение электронов в соответствии с принципом Ауфбау.

Для практических целей в рентгенологии наиболее важны K-, L- и M-оболочки, поскольку они участвуют в генерации характеристического рентгеновского излучения и фотоэлектрических взаимодействиях.

Валентная оболочка и свойства элементов

Самая внешняя электронная оболочка — это валентная оболочка, которая может содержать не более 8 электронов и определяет химические, электрические, тепловые и оптические свойства элемента.

Возбуждение электронов

• Возбуждение: когда электрон внутренней оболочки поглощает внешнюю энергию, он переходит на более высокий энергетический уровень.

• Релаксация: электрон возвращается на свою исходную оболочку, испуская характеристический фотон с энергией, уникальной для данного элемента.

Этот процесс лежит в основе рентгеновской флуоресценции и генерации характеристического рентгеновского излучения, имеющих ключевое значение в рентгенологии.

История и этимология

• Электрон был открыт в 1897 году английским физиком J. J. Thomson (Нобелевская премия, 1906 год).

• Первым, кто измерил электрический заряд одиночного электрона (опыт Милликена с каплями масла), был американский физик Robert Millikan, получивший Нобелевскую премию в 1923 году.