1. Les électrons ont une masse:
* Mesure directe: Les électrons ont une masse mesurable, bien que très petite (9.10938356 × 10⁻³¹ kg). Cette masse peut être déterminée par diverses expériences, notamment:
* spectrométrie de masse: Cette technique analyse la déviation des particules chargées dans un champ magnétique, qui dépend de leur masse.
* diffraction des rayons X: Les longueurs d'onde des radiographies diffusées par les électrons peuvent être utilisées pour calculer leur élan et, par conséquent, leur masse.
* Impact sur la matière: Les électrons ont un impact tangible sur la matière. Leurs interactions avec d'autres particules (comme les atomes et les molécules) contribuent aux propriétés des matériaux. Par exemple, le flux d'électrons crée de l'électricité et l'absorption et l'émission des électrons entraînent des réactions chimiques.
2. Les électrons occupent l'espace:
* nuages électroniques: Bien que nous ne considérons pas les électrons comme de minuscules balles solides, elles existent dans une région d'espace autour du noyau d'un atome. Cette région est décrite comme un «nuage d'électrons», représentant la probabilité de trouver un électron à un point particulier.
* Interactions électromagnétiques: Les électrons interagissent avec les champs électromagnétiques, ce qui démontre leur existence spatiale. Ils sont affectés par les champs magnétiques (comme dans la spectrométrie de masse) et peuvent créer leurs propres champs électriques et magnétiques.
3. Les électrons ont de l'énergie:
* énergie cinétique: Les électrons peuvent avoir une énergie cinétique, ce qui signifie qu'ils sont en mouvement. Cela est évident dans le mouvement des électrons dans les courants électriques.
* Énergie potentielle: Les électrons possèdent également une énergie potentielle en raison de leur position par rapport à d'autres particules chargées (comme le noyau).
* Niveaux d'énergie quantifiés: Les électrons à l'intérieur des atomes ne peuvent exister qu'à des niveaux d'énergie spécifiques et quantifiés. C'est pourquoi les atomes absorbent et émettent de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques, correspondant aux transitions énergétiques des électrons.
4. Les électrons interagissent avec la matière:
* Réactions chimiques: Les électrons jouent un rôle central dans les réactions chimiques, formant des liaisons entre les atomes et conduisant la création de nouvelles substances.
* diffusion et diffraction: Les électrons peuvent être dispersés et diffractés par la matière, ce qui est une caractéristique des ondes et de la matière.
Conclusion:
Bien que les électrons puissent sembler abstraits, les nombreuses façons dont nous pouvons mesurer leurs propriétés et observer leurs interactions avec la matière ne laisse aucun doute qu'elles sont des particules fondamentales de la matière. Leur masse, leur distribution spatiale, leur énergie et leur interaction avec la force électromagnétique pointent tous vers leur nature matérielle.
