Ugrás a tartalomhoz

Fizikai kislexikon

Patkós András (2007)

Typotex Elektronikus Kiadó Kft.

E, É

E, É

e

Irracionális szám, az sorozat határértéke, ha tart a végtelenhez. Értéke . A természetes alapú logaritmus alapja, és ez szerepel az alapú exponenciális függvényben.

échelon

Egyfajta interferométer, amely egy sor, lépcsőszerűen összeillesztett plánparalel üveglemezből áll. Nagy felbontású eszköz, amelyet a spektroszkópiában a hiperfinom struktúrák tanulmányozására használnak. A transzmissziós échelonban a lemezek optikai vastagsága azonos azért, hogy a hullámfront szomszédos részei között állandó nagyságú késleltetést hozzanak létre. A reflexiós échelon lemezeit fémbevonat fedi, s úgy működik, mint egy túlméretezett optikai rács.

ECL

Lásd emittercsatolt logika.

Eddington-határ

Egy adott tömegű csillag maximális fényességére vonatkozó felső határ. Azért létezik ez a korlát, mert a csillag energiáját szolgáltató nukleáris fúzióból származó sugárnyomásnak ellensúlyoznia kell, de nem haladhatja meg a gravitációs erőt, amely a szeretné a csillagot összehúzni. Ennek a határnak a létezésére először Sir Arthur Eddington (1882–1944) brit asztrofizikus mutatott rá.

Edison-elem

Lásd nikkel-vas akkumulátor.

EEG

Lásd elektroenkefalogram.

efemerida idő

Egy olyan időrendszer, amelyben az idő állandóan egyenletesen telik, szemben más rendszerekkel, amelyek a Föld forgási sebességétől függenek, és szükségképpen tartalmaznak szabálytalanságokat. Ezt az 1900-as év egy pillanatától (jan. 0nap 12ó) számítják, amikor a Nap közepes hosszúsága volt. Az efemerida időmérés egysége a tropikus év, amely efemerida másodpercből áll. A másodpercnek ezt a fundamentális definícióját 1964-ben váltotta fel a cézium atom egy átmenetéből meghatározott atomidő, amelyet cézium másodpercnek hívnak.

efemeridák

Táblázat, amely megadja a Nap, a Hold és a bolygók jövőbeli helyzetét, valamint további hasznos adatokat csillagászok és navigátorok számára. Rendszeres időközönként jelenik meg.

effektív érték

Lásd négyzetes közép.

effektív hőmérséklet

Lásd luminozitás.

egér

(a számítástechnikában) A személyi számítógéphez kábellel csatlakoztatott egyszerű eszköz, amelyet kezünkkel egy sík felületen mozgatunk. A mozgást az egér az aljába foglalt golyón keresztül érzékeli. Ezt a mozgást továbbítja a számítógép felé, amelynek képernyőjén az a kurzor mozgásaként képződik le. A kurzorral ily módon rámutathatunk a képernyő aktiválandó pontjára. A kívánt hatást a kurzor egy vagy több gombjának lenyomásával érjük el, például legördíthetünk egy ikont vagy kijelölhetünk egy szövegrészt, illetve jelezhetjük a beírás kezdeti helyzetét stb.

égés

Kémiai reakció, amelyben egy anyag oxigénnel lép fény- és hőtermeléssel járó, gyors reakcióba. Az ilyenek általában szabad gyök láncreakciók.

égéshő

Adott anyag mólnyi mennyiségének teljes oxidációja során felszabaduló hőmennyiség.

Egész kvantumos Hall-jelenség

Lásd kvantumos Hall-jelenség.

egészségügyi fizika

Az orvosi fizika egyik ága. Az ionizáló sugárzásnak és az atomfizikával kapcsolatos egyéb veszélyeknek kitett egészségügyi-, tudományos-, és ipari dolgozók védelmével foglalkozik. Fő tevékenységi területei a maximálisan megengedhető besugárzási dózis megállapítása, a radioaktív hulladékkezelés, és a veszélyes berendezések árnyékolása.

éggömb

Az a képzeletbeli, végtelen sugarú gömb, amelynek belsejében az égitestek látszólag elhelyezkednek. A Föld és a megfigyelő az éggömb közepén helyezkedik el, és a gömb pontosan egy fordulatot tesz meg egy csillagászati nap alatt (lásd ábra). A gömb segítségével az égitestek Földhöz viszonyított helyzetét lehet leírni.

égi egyenlítő

Lásd egyenlítő.

égi mechanika

Az égitestek mozgásával és a közöttük ható erőkkel foglalkozó tudományág. A mechanika Newton mozgástörvényeire és a Newton-féle tömegvonzás törvényére alapul. Az általános relativitáselméletre alapuló finomításokat is figyelembe vesznek, jóllehet a két elmélet közötti eltérés csak néhány esetben fontos.

egzotikus atom

1. Olyan atom, amelynek egyik elektronját más, ugyancsak negatív töltésű részecske, például müon (lásd lepton) vagy valamely mezon helyettesíti. Ez esetben nagy valószínűséggel a negatív részecske az atommaggal ütközik, miközben az röntgenfotonokat sugároz. 2. Olyan rendszer, amelyben egy atom atommagját pozitív töltésű mezon helyettesíti. Ilyen egzotikus atomokat csak mesterségesen lehet előállítani és instabilak.

egyenáram

Olyan elektromos áram, amelyben a töltések nettó áramlása egy meghatározott irányba történik. Vesd össze váltakozó áram.

egyenáramú motor

Lásd villanymotor.

egyenirányítás

(fizikában) A folyamat, amelyben egyenáramot állítanak elő egy váltakozó áramú forrásból. Lásdegyenirányító.

egyenirányító

Olyan elektromos eszköz, amely több áramot vezet az egyik irányba, mint a másikba, ezáltal egy váltakozó áramú áramforrás képes egyenáramot szolgáltatni. A leggyakrabban egyenirányításra használt eszköz a félvezető dióda. Az egy diódával elért egyutas egyenirányítás esetén ingadozó áram lesz a kimenet. A kétutas egyenirányítás esetén két pár diódát használnak, az egyik pár vezet az első félciklusban, míg a másik pár a második félciklusban (lásd az ábrát). A kétutas egyenirányítással kapott jelet kondenzátor vagy tekercs segítségével lehet kisimítani. Az ábrán látható egyenirányító híd, másnéven Graetz-híd szintén kétutas egyenirányítást biztosít.

egyenlítő

1. A Földnek a tengelyére merőleges főköre. A két földrajzi pólustól egyenlő távolságra van. 2. Az égi egyenlítő az egyenlítő síkjának az éggömbbel való metszete.

egyenlőtlenség

Két mennyiség közötti olyan kapcsolat, amelyben az egyik mennyiség nem egyezik meg (nem szükségszerűen egyezik meg) a másik mennyiséggel. A két mennyiséget -val illetve -vel jelölve, két egyenlőtlenség létezhet, nagyobb mint , melyet az alakban írhatunk, és kisebb mint , vagyis . Hasonló állításokat tehetünk az egyenlőségek megengedésével is: nagyobb vagy egyenlő -vel, melynek jelölése , és kisebb vagy egyenlő -vel, melyet -vel jelölünk. A fizikai tudományokban az egyenlőtlenségeknek sok alkalmazása van, egy példa erre a Heisenberg-féle határozatlansági elv.

egyensúly

Olyan állapot, melyben a rendszer energiájának eloszlása alrendszerei között statisztikailag a legvalószínűbb; a rendszernek olyan állapota ez, amikor az erők, hatások, reakciók stb. kiegyensúlyozzák egymást, és ezért nincsen nettó változás.

Egy test statikus egyensúlyban van, ha a rá ható erők eredője és eredő forgatónyomatéka is nulla; ekkor a test lehet nyugalomban, de biztosan nem gyorsul. Az ilyen, nyugalomban lévő test stabil egyensúlyban van, ha onnan kicsit kimozdítva visszatér eredeti helyzetébe. Ha a testre lefelé mutató erőként egyedül a nehézségi erő hat, akkor egészen addig ez a helyzet áll fenn, amíg a súlypontjából a gravitációs vonzás középpontja felé mutató egyenes metszi a test alátámasztási felületét. Ha egyensúlyi helyzetéből kicsit kimozdítva a test új pozíciót vesz fel, akkor egyensúlyi helyzet instabil.

A test termikus egyensúlyban van, ha nincs nettó hőcseréje környezetével. A rendszer kémiai egyensúlyban van, ha egy reakció és fordított irányú párja azonos ütemű. Ezek a dinamikai egyensúly példái, amelyben valamely értelmű aktivitást az ellenkező irányú tendendcia összességében kiegyenlíti.

Egyesített Európai Tórusz (JET)

A magfúzióból nyerhető termonukleáris energiára vonatkozó európai együttműködés keretében működtetett nagy Tokomak (lásd termonukleáris reaktor) kísérlet Culham-ban, Angliában.

egyesített modell (kollektív modell)

Az atommag olyan egyesített modellje, amely egyesíti mind a héjmodellt, mind pedig a cseppmodellt; vagyis mind a magszerkezet független részecske, mind pedig az atommag kollektív viselkedésének szempontjait. Ahhoz, hogy egy nemgömbszimmetrikus atommag kvadrupólmomentumát kiszámíthassuk, valamint a maghasadás teljes kvantitatív leírását megkapjuk – az egyesített modell alkalmazására van szükség.

egyesített térelmélet

Az elektromágneses, a gravitációs, az erős és a gyenge kölcsönhatás (lásd fundamentális kölcsönhatások) átfogó - az egyenletek egyetlen rendszerével leírt – elmélete. Eredetileg a kifejezés csak az általános relativitáselmélet és a klasszikus elektromágneses elmélet egyesítését jelentette. Ilyen elméletet a mai napig sem találtak, de az elektromágneses és a gyenge kölcsönhatások egyesítésében (lásd elektrogyenge kölcsönhatás elmélete) jelentős haladást értek el.

Einstein próbálkozott a kvantummechanikának egyesített térelméletből való levezetésével, azonban a tudósok ma úgy gondolják, hogy a helyzet fordított, a kvantummechanikának kell az egyesített térelmélet alapjául szolgálnia. Az egyesített térelmélet megalkotására tett próbálkozások, mint a szupergravitáció, vagy a Kaluza–Klein elmélet, komoly problémákba ütköztek. Jelenleg úgy látszik, hogy a relativisztikus kvantumtérelmélet kerete nem kielégítő ahhoz, hogy az összes ismert fundamentális kölcsönhatás és elemi részecske egyesített elméletét adhassa. Az elméletnek el kell mozdulnia a kiterjedt objektumok, mint például a szuperhúrok irányába. Az egyesített térelméleteknek és más fundamentális elméleteknek mint például a szuperhúr elméletnek, nagy szerepe van a kozmológia, különösen a korai Világegyetem megértésében. Ugyanakkor a kozmológia megszorításokat ad az egyesített térelméletekre. Lásd még nagy egyesített elmélet.

egymással ellentétes irányú spinek

Egymáshoz közeli olyan elektronok, amelyeknek a spinjük, következésképpen a mágneses nyomatékuk párhuzamos, de ellentétes irányú. Az atomban az elektronok mágneses nyomatéka közötti kölcsönhatásban a *kicserélődési erőknek van a legnagyobb részük. Bizonyos körülmények között a mágneses nyomatékok közötti kicserélődési kölcsönhatások a párhuzamos spineknek kedveznek, más körülmények között meg az egymással ellentétes irányú spineknek. Az antiferromágnesség (lásd a mágnesességnél) példa lehet egymással ellentétes irányú spinek rendszerére.

egymódusú szál

Olyan optikai szál, amelynek keskeny, 5  m átmérő üvegszál-magját a szál törésmutatójánál kisebb törésmutatójú anyagból készült vastag burkolat fedi.

egy oldalsávos moduláció

Lásd amplitúdómoduláció.

egységnyi mágneses pólus

Lásd mágneses monopólus.

egyutas egyenirányító

Lásd egyenirányító.

együttható

1. (matematikában) Egy ismert értékű szám vagy kifejezés amellyel egy változót megszorzunk. Például az kifejezésben az , pedig az együtthatója. 2. (fizikában) Bizonyos testek vagy anyagok adott körülmények közötti speciális tulajdonságának jellemzője például egy anyag súrlódási együtthatója.

Einstein, Albert

(1879–1955) német születésű amerikai fizikus, aki 1901-ben felvette a svájci állampolgárságot. Egy évre rá Bernbe költözött, ahol a szabadalmi hivatalban dolgozott. 1905-ben négy rendkívüli hatású cikket publikált, egyet a Brown-mozgásról, egyet fényelektromos jelenségről, egyet a speciális relativitáselméletről és egyet a tömeg és az energia kapcsolatáról (amely a nevezetes összefüggést tartalmazta). 1925-ben publikálta általános relativitáselméletét, mely főképp a gravitációval foglalkozott. Jelentősen hozzájárul a korai kvantummechanika fejlődéséhez, például a sugárzások kvantumelmélete és a Bose–Einstein-kondenzáció területén. 1921-ben Nobel-díjat kapott. 1933-ban, Hitler hatalomrajutásakor Einstein az Egyesült Államokban tartózkodott, s lévén zsidó úgy döntött, hogy nem tér vissza hazájába. Élete hátralévő részében az egyeített térelméleten dolgozott. 1939-ben tájékoztatta Roosevelt elnököt arról, hogy az atombomba elkészítése lehetséges, és Németország képes lehet rá.

Einstein-együtthatók

A sugárzások kvantumelméletében alkalmazott együtthatók, amelyek az alapállapot és egy gerjesztett állapot közötti átmenetek valószínűségeivel kapcsolatosak az indukált emissziós és a spontán emissziós folyamatokban. Egy elektromágneses sugárzásnak kitett atom esetében az abszorpciós rátát (átmeneti gyakoriságot) az összefüggés adja meg, ahol az elektromágneses sugárzás energiasűrűsége, pedig az abszorpció Einstein-együtthatója. Az indukált emissziós hányadost is adja meg, a indukált emissziós együttható egyenlő az abszorpciós együtthatóval. A spontán emissziós rátát adja meg, ahol az Einstein-féle spontán emissziós együttható. Az és együtthatókat az összefüggés kapcsolja össze, ahol a Planck-állandó, az elektromágneses sugárzás frekvenciája, pedig a fénysebesség. Ezeket az együtthatókat Albert Einstein vezette be 1916–17-ben, a sugárzások kvantumelméletének vizsgálata során.

Einstein-eltolódás

Lásd vöröseltolódás.

einsteinium

Vegyjele Es. Radioaktív, fémes, az aktinidák csoportjába tartozó transzurán elem; rendszáma 99, legstabilabb izotópjának tömegszáma 254 (felezési ideje 270 nap). Tizenegy izotópja ismert. Az elemet elsőként A. Ghiorso és munkatársai azonosították 1952-ben, az első hidrogénbomba robbantás hulladékában. Egészen 1961-ig még mikrogramm mennyiségeket sem sikerült összegyűjteni.

Einstein–Podolsky–Rosen-kísérlet

Lásd EPR-kísérlet.

EKG

Lásd elektrokardiogram.

ekliptika

A főkör, amely mentén a Föld Nap körüli pályájának a síkja metszi az éggömböt. Ezáltal ez a Nap látszólagos éves pályája az égen.

elasztancia

A kapacitás reciproka, mértékegysége a . Magyar nyelvben nem használják.

electrum

1. Az arany és ezüst 55-85% aranyat tartalmazó ötvözete. 2. 52% rezet, 26% nikkelt és 22% cinket tartalmazó alpakka („német ezüst”) ötvözet.

elektrét

Állandó polarizációval rendelkező anyagok, amelyekben ellenkező töltések ülnek az egymással szemközti határokon. Több szempontból is a permanens mágnesekre emlékeztetnek. Elektréteket bizonyos viaszok erős elektromos térben történő lehűtésével lehet készíteni.

elektróda

Vezető, amely egy elemben, elektroncsőben, félvezető berendezésben, stb. elektronokat bocsát ki vagy begyűjt. Az anód a pozitív elektróda, a katód pedig a negatív elektróda.

elektrodialízis

Eljárás, amellyel sóoldatból tiszta vizet lehet kinyerni, ilyen például a sótalanítás. A megtisztítandó vizet két elektródát tartalmazó cellába töltik. Az elektródák között egy sor féligáteresztő membrán helyezkedik el, ezek felváltva féligáteresztőek a pozitív és a negatív ionokra nézve. Az ionok minden második membránpár között különválnak, tiszta vizet hagyva a többi memránközi térben. Ilyen módon a betöltött víz két részre bomlik: az egyik tiszta vizet, a másik töményebb oldatot tartalmaz.

elektrodinamika

Elektromos töltések mozgásával, elektromos és mágneses terek által létrehozott erőkkel és e terek kapcsolatával foglalkozó tudományág. Vesd össze elektrosztatika.

elektródpotenciál

Az elektróda és az oldat közötti potenciálkülönbség egy képzeletbeli fél-galvánelemben. Ezt nem lehet közvetlenül mérni, mivel minden mérés esetén zárni kell az áramkört az elektroliton keresztül, ezáltal mindig jelen van egy másik fél-galvánelem is. Definíció szerint a standardpotenciál ( ), a standard hidrogén elektródhoz (félcellához) képest mért potenciálkülönbség pontosan egységnyi aktivitású (1 mol aktivitású) vizes oldatban 25 C hőmérsékleten. Konvenció szerint úgy jelölik a galvánelemet, hogy az oxidált alakot írják előbb. Például

Ennek a cellának az elektromotoros ereje -0,76 volt (azaz a cink elektróda negatív). így a fél-galvánelem standard elektródpotenciálja -0,76 volt. Az elektródpotenciált nevezik redukciós potenciálnak is. Lásd még elektrokémiai feszültségi sor.

elektroenkefalogram (EEG)

Az agy elektromos működésének követése vagy grafikonja. A fejbőrre erősített elektródák regisztrálják az agy különböző területeiről érkező elektromos hullámokat. Az EEG mintázata tükrözi az egyén tudatállapotát, és alkalmas különböző rendellenességek, például epilepszia, daganatok, vagy agyi károsodások kimutatására.

elektrofor (dörzsvillamos gép)

Az elektrosztatikus generátor egy korai formája. Egy lapos dielektrikumból készült lapből és egy szigetelő nyéllel ellátott fémlemezből áll. A dielektrikum lapot súrlódással elektromosan feltöltik, majd a fémlemezt ráhelyezik, és néhány pillanatra földelik. Ezáltal a fémlemezen a dielektrikum lap töltésével ellentétes polaritású, indukált töltés marad. A folyamatot addig lehet ismételgetni, amíg az eredeti töltés el nem szivárog.

elektroforézis

A kolloidok elemzésére és elválasztására kidolgozott technika; az elektromosan töltött kolloidrészecskék elektromos mezőben való mozgására támaszkodik. Többféle kísérleti módszere is van. Az egyik szerint a mintát U alakú csőbe teszik és a cső mindkét szárába pufferoldatot öntenek, éspedig úgy, hogy a minta és a pufferoldat élesen elváljon egymástól. Mindkét csőszárba elektródot tesznek, az elektródokra feszültséget kapcsolnak, és megfigyelik, hogyan mozognak a válaszfelületek az elektromos mezőben. A részecskevándorlás sebessége függ az elektromos mező erősségétől, a részecskéken ülő töltések nagyságától és egyebektől, például a részecskék nagyságától és alakjától. Az elektroforézis egyszerűbb módszerében pufferoldattal átitatott adszorbenst, például szűrőpapírcsíkot használnak, s a pufferrel átitatott két végéhez egy-egy elektródot kapcsolnak. A mintát az elektródok közé teszik, és az elektródokra feszültséget kapcsolnak. Az elegy különféle alkotórészei más-más sebességgel kezdenek vándorolni, s ettől a minta sávokra húzódik szét. Az összetevők a vándorlási sebesség alapján azonosíthatók. Ezt a módszert elektrokromatográfiának is nevezik.

Az elektroforézist sűrűn alkalmazzák fehérje-, nukleinsav-, szénhidrát-, enzim- és más elegyek vizsgálatában. A klinikai orvoslásban a testnedvek fehérjetartalmát határozzák meg vele.

elektrogyenge kölcsönhatás elmélete

Az a mértékelmélet (melyet néha kvantumflavordinamikának (kvantumízdinamikának) vagy QFD-nek neveznek), amely az elektromágneses és a gyenge kölcsönhatások egyesített modelljének leírását adja (lásd fundamentális kölcsönhatások). Az elektrogyenge kölcsönhatások Weinberg-Salam modell, rövidítve WS modell néven ismeretes sikeres elméletét Steven Weinberg (1933- ) és Abdus Salam (1926–1996) alkotta meg 1967-ben. Mivel a modell alapelveit Sheldon Glashow (1926-) már korábban felvetette, a modell Glashow Weinberg-Salam modell, rövidítve GWS modell néven is ismeretes. Ebben az elektrogyenge elméletben a mértékcsoport nem-Abeli, és a mértékszimmetria spontán sértett szimmetria. Az elektrogyenge kölcsönhatást a foton és a W és Z bozon néven ismert vektorbozonok közvetítik. Az elmélet igen nagy sikere volt ezeknek a részecskéknek a jósolt energián való 1983–1984-es felfedezése. Az elméleti számítások eredményei megegyeznek az elektrogyenge kísérleti eredményekkel, az elmélet egy további nehéz, zérus spinű részecske, a Higgs bozon létezését jósolja.

elektrokardiogram (EKG)

A szív elektromos működésének követése vagy grafikonja. A görbéket a szív fölé, illetve általában a két karra és az egyik lábra erősített elektródák segítségével nyerik. Ha az EKG görbe normális mintázata megváltozik, az szívrendellenességet vagy -betegséget jelezhet.

elektrokémia

Oldatban levő ionokat tartalmazó berendezések és eljárások kémiai tulajdonságainak és reakcióinak, például az elektrolízisnek és az elektromos elemeknek a vizsgálata.

elektrokémiai egyenérték

Jele . Egy adott elem ionos oldatából elektrolízis során egy coulomb töltés hatására felszabaduló tömeg. Lásd Faraday törvények (az elektrolízisről).

elektrokémiai elem

Lásd galvánelem.

elektrokémiai feszültségi sor

A kémiai elemek elektródpotenciál érték szerinti sorozata. A hidrogén elektródát ( ) tekintik nulla elektródpotenciálúnak. Azokat az elemeket, amelyek a hidrogénnél szívesebben adnak le egy elektront az oldatukba elektropozitívnak tekintik, míg amelyek szívesebben vesznek fel elektront, azok a sorban a hidrogén alatt vannak, és elektronegatívnak nevezik. A sor megmutatja, hogy a fémek milyen sorrendben cserélik ki egymást a belőlük képzett sókban. A savakból az elektropozitív fémek helyettesítik a hidrogént. Negatív normálpotenciálú fémek savakban hidrogéngáz-fejlődés mellett oldódnak, pozitív potenciálú fémek viszont általában nem. A főbb fémek és a hidrogén a sorban következőképpen szerepelnek: kálium, kálcium, nátrium, magnézium, alumínium, cink, kadmium, vas, nikkel, ón, ólom, hidrogén, réz, higany, ezüst, platina, arany. Ezt a fajta sort helyenként aktivitási sornak is nevezik.

elektrokémiai korrózió

Elektrokémiai folyamat útján történő korrózió.

elektrokohászat

Elektromos folyamatok használata a fémek érceikből való leválasztására, finomítására, alakítására vagy fémbevonat készítésére.

elektrokromatoráfia

Lásd elektroforézis.

elektrolit

Folyadék, amely negatív vagy pozitív ionok jelenlétének következtében vezeti az áramot. Az elektrolitok olvadt ionvegyületek, vagy ionokat tartalmazó oldatok, azaz ionos sók, vagy az oldatban ionizálódó vegyületek oldatai. A folyékony fémeket, ahol a vezetés szabad elektronok által történik, általában nem tartják elektrolitnak. A szilárd ionos vezetőket, mint például a nátrium-kén elemben, szintén elektrolitként ismerik.

elektrolitikus cella

Olyan cella, amelyben elektrolízis zajlik, azaz amelyben egy külső forrásból áram folyik az elektroliton át.

elektrolitikus egyenirányító

Közös elektrolitba merülő két különböző elektródából álló egyenirányító. Az elektródák és elektrolit alkalmas megválasztásával elérhető, hogy a cellán keresztül az egyik irányba könnyen folyhasson áram, míg a másikba szinte egyáltalán nem. Ilyenek például az ólom-alumínium elem ammónium-foszfát(V) elektrolittal, és a tantál-ólom elem kénsav elektrolittal.

elektrolitikus finomítás

Fémek elektrolízis útján történő tisztítása. Gyakran alkalmazzák rézre. Katódként egy nagy darab szennyezett rézdarabot, míg anódként egy tiszta rézcsíkot használnak. Az elektrolit réz(II)-szulfát. Az anódnál a réz felbomlik: , és lerakódik a katódnál. Végeredményben tiszta réz kerül át az anódról a katódra. A szennyezett rézben levő arany és ezüst az edény alján kinyerhető anód üledéket képez.

elektrolitikus kondenzátor

Lásd kondenzátor.

elektrolitikus szétválasztás

Izotópok szétválasztására szolgáló módszer, amely kihasználja, hogy a különböző izotópok az elektrolízis során különböző sebességgel válnak ki. Korábban a hidrogén és deutérium szétválasztására használták. A víz elektrolízise során a katódnál hidrogén könnyebben keletkezik, mint deutérium, így a visszamaradt víz deutérium-oxidban feldúsul.

elektrolízis

Kémiai reakció létrehozása elektrolitokban elektromos áram segítségével. Az elektrolízis során a pozitív ionok a katód, a negatív ionok az anód felé vándorolnak.

elektrolumineszcencia

Lásd lumineszcencia.

elektromágnes

Egy mágnes, amely egy lágy ferromágneses magból és a köré tekert szigetelt vezetőtekercsből áll. Miközben áram folyik a vezetékben a mag felmágneseződik, amint az áram megszűnik a mag elveszíti a mágnesezettségét. Elektromágneseket használnak kapcsolókban, elektromos csengőkben, fémeket mozgató darukban és sok más alkalmazásban.

elektromágneses (CGS) egységrendszer (e.m.)

A korábban a CGS-rendszerben használt elektromos egységek rendszere. Magyar nyelvben nem használatos egységek. Az elektromos áram e.m. mértékegysége a biot (Bi) (angol nyelvterületen abamper), az az áram, amely ha egy 1 cm átmérőjű egységnyi látószögű körívben folyik, akkor a kör középpontjába helyezett egységnyi mágneses pólusra 1 dyn erő hat. Az e.m. rendszerben a Biot-Savart törvényben megjelenő mágneses konstans egységnyi.

A rendszert ma már a legtöbb célra felváltotta az SI egységrendszer. Vesd össze elektrosztatikai CGS-rendszer.

elektromágneses hullám

Lásd elektromágneses sugárzás, hullám.

elektromágneses indukció

Egy vezetőben elektromotoros erő ébredése amiatt, mert megváltozik a vezető által körbezárt (másképpen a vezetőhöz kapcsolódó) felületen a mágneses fluxus, vagy a vezető mozog a mágneses térhez képest.

Az elektromotoros erő abszolút értéke arányos (modern mértékegységrendszerekben meg is egyezik) a vezető által körbezárt felületen áthaladó fluxusnak vagy a mozgó vezető által elmetszett erővonalak fluxusának változási sebességével. Az indukált elektromotoros erő mindig olyan irányú, hogy az indukált áramok akadályozzák az indukciót kiváltó változásokat, azaz Lásd Faraday-féle indukciós törvény, Lenz szabály, Neumann törvény, indukció.

elektromágneses kölcsönhatás

Lásd fundamentális kölcsönhatások.

elektromágneses spektrum

Az elektromágneses sugárzás lehetséges hullámhosszainak tartománya. A leghosszabb hullámok ( m) a rádióhullámok, a rákövetkező tartomány ( m) az infravörös hullámoké, ezután jön a látható fény keskeny sávja ( m), ezeket követik az ultraibolya hullámok ( m), a röntgen sugárzás ( m) és a gamma sugárzás ( m).

elektromágneses sugárzás

Elektromos töltés(ek) gyorsulásának következményeként megjelenő nem-mechanika energia és a kapcsolódó elektromos és mágneses mezők. Az energia tekinthető úgy, mint (közvetítő közeget nem igénylő) térben haladó olyanhullámok, amelyek oszcilláló és egymásra, illetve a terjedés irányára merőleges elektromos és mágneses mezőkből épülnek fel. Vákuumban a hullámok állandó méter/másodperc sebességgel (fénysebességgel) terjednek. Anyag jelenlétében lassabban haladnak. Tekinthető ugyanakkor az energia másképpen is, mint fénysebességgel haladó fotonok áradata (folyama). Minden fotonnak energiája van, ahol a Planck állandó, a fénysebesség, a fotonhoz rendelhető hullám hullámhossza. Ez a két, látszólag ellentmondó kép a kvantummechanika vagy hullámmechanika keretein belül egyesíthető. A sugárzás tulajdonságai a hullámhossztól függenek. Lásd elektromágneses spektrum.

elektromágneses sugárzás szórása

Olyan folyamat, amelyben az elektromágneses sugárzást eltérítik annak a közegnek a részecskéi, amelyen a sugárzás áthalad. Rugalmas szórás esetén a sugárzás fotonjainak útja csak megtörik, azaz energiaváltozás nélkül "visszapattannak" az atomokról vagy molekulákról. Ebben, a (Lord Rayleigh után) Rayleigh-szórás néven ismert szórásban változik a fázis, de nem változik a frekvencia. Rugalmatlan szórás (másképpen inelasztikus szórás) és szuperelasztikus szórás során a részecskék és a foton között energiaátadás történik. Következésképpen a szóródott fotonoknak megváltozik a hullámhossza és a fázisa is. A példák között megtalálható a Raman-effektus és a Compton-effektus. Lásd még Rutherford-szórás, Tyndall-jelenség.

elektromágneses szivattyú

Folyékony fémek, például gyors atomreaktorokban a folyékony nátrium hűtőfolyadék áramoltatására szolgáló szivattyú. A folyadék egy lapos csőben, két elektródán halad át, amelyek között egyenáramot folyatnak. Az áramra merőleges mágneses mező közvetlenül a folyadékra, a cső tengelye mentén gyakorol erőt. A szivattyúban nincsenek mozgó alkatrészek, így az biztonságos és problémamentes. Einstein és Szilárd Leó az 1920-as évek végén ilyen szivattyú megoldást javasoltak a zajmentes hűtőgépek konstrukciójára.

elektrométer

Olyan mérőeszköz, amellyel úgy lehet feszültséget mérni, hogy a forrásból nem von el érzékelhető áramot. Eredeti formájukban elektroszkópon alapuló elektrosztatikus mérőeszközök voltak, manapság műveleti erősítőkből, félvezetőkből épülnek fel nagy bemeneti impedanciával. Elektrométereket használnak még kis áramok (néhány nanoamper) mérésére is, úgy, hogy az áramot egy nagy ellenálláson vezetik át.

elektromos áram

Lásd áram.

elektromos csengő

Egy elektromos berendezés, amelyben egy elektromágnesesen mozgatott kalapács üt egy harangot (lásd az ábrát). A csengőgombot megnyomva az zár egy áramkört, aminek következtében a telepről vagy a feszültségcsökkentő transzformátorból áram folyik az elektromágnesen keresztül. Az elektromágnes magához vonzza a kalapácsra erősített lágyvas darabot, így a kalapács megüti a harangot. Ezzel egyidőben az áramkör megszakad, és a kalapács visszatér eredeti helyzetébe. Ezáltal az áramkör újra zárul, és az elektromágnes újra vonzza a lágyvas darabot. A folyamat addig folytatódik, amíg a csengőgombot nyomva tartják.

elektromos eltolódási vektor (elektromos fluxussűrűség)

Jele . Egy elektromos erőtérre merőlegesen behelyezett vezetőréteg két oldalán kipolarizálódott, egységnyi felületre jutó töltéssűrűség. Ez egyben megadja azt a felületi töltéssűrűséget is, amely egy nagy kiterjedésű felületen az adott térerősség létrehozásához szükséges. Használatos még az elektromos eltolás vektora elnevezés is.

elektromos energia

Energiafajta, amely egy elektromos töltés elektromos mezőben elfoglalt helyzetével kapcsolatos. Egy töltésű és elektromos potenciálon levő test elektromos energiája . Ha potenciálkülönbséget jelöl, akkor ugyanez a kifejezés megadja az energia változását aközben, amíg a töltés áthalad a potenciálkülönbségen.

elektromos erőtér (mező)

Egy térrész azon fizikai tulajdonsága, hogy egy elektromos töltés a töltésre ható erőt érzékel, általában más töltések hatásaként. Egy tetszőleges pontban az elektromos térerősséget ( ) úgy definiálják, mint az egységnyi töltésre ható erőt, amelyet egy az adott pontba helyezett kis töltés érezne. Ez egyenlő a tér irányában a potenciál gradiensének (-1)-szeresével, és volt/méterben mérik. A tér (mező) erősségét másik lehetőségként le lehet írni az elektromos eltolódási vektorával is. Vákuumban mérve a hányados a vákuum dielektromos állandója, . Anyagban a megfigyelt potenciálgradienst csökkenti az elektronok elmozdulása, ezért nagyobbnak mutatkozik, az új arányt ( -t) az anyag dielektromos állandójának nevezik. Elektromos teret létre tud hozni egy izolált elektromos töltés, ekkor a ponttöltéstől távolságra a térerősséget az kifejezés adja meg, ahol a közbeeső közeg dielektromos állandója és a térerősség sugárirányú (lásd Coulomb-törvény). Változó mágneses tér is kelthet elektromos teret.

elektromos fluxus

Jele . Elektromos mezőben az elektromos fluxussűrűség és a megfelelő terület szorzata. Lásd elektromos eltolódási vektor.

elektromos fluxussűrűség

Lásd elektromos eltolódási vektor.

elektromos polarizáció

Lásd dielektrikum.

elektromos potenciál

Jele . Az az energia, amely ahhoz szükséges, hogy egységnyi töltést a végtelenből az elektromos mezőben abba a pontba vigyünk, ahol a potenciál értékét kívánjuk meghatározni. Az elektromos potenciál mértékegysége a volt. Egy elektromos mezőben vagy áramkörben két pont közötti potenciálkülönbség (angol rövidítése p.d.) az elektromos potenciál két pontban felvett értékének a különbsége, másképpen fogalmazva ez az egységnyi töltés egyik pontból a másikba szállítása közben végzett munka.

elektromosság

Álló vagy mozgó elektromos töltések következtében fellépő bármely effektus.

elektromos szikra

Az elektromos áram rövid ideig tartó, hang- és fénykibocsátással társuló, gázon történő áthaladása két nagy, ellentétes potenciálon levő pont között. A villámlás egy szikra, amely egy felhő és a föld, vagy pedig ugyanazon felhő két ellentétesen töltött része között keletkezik.

elektromos szuszceptibilitás

Lásd szuszceptibilitás.

elektromos teljesítmény

Egy elektromos rendszerben az energiafelhasználás vagy munkavégzés időbeli sebessége. Egyenáramú áramkörben ezt a rendszeren átfolyó áram és rendszer végei között mérhető potenciálkülönbség szorzata adja. Váltakozó áramú körökben a teljesítményt adja meg, ahol és az effektív értékek és a fázisszög. cos -t az áramkör teljesítményfaktorának nevezik.

elektromos töltés

Lásd töltés.

elektromos vezetés

Egyenáramú áramkörökben az elektromos ellenállás reciproka. Váltakozó áramú áramkörökben az ellenállás és a teljes impedancia hányadosa. Az elektromos vezetés SI mértékegysége a siemens, korábban mho-val jelölték, amely az ohm reciproka.

elektromos vezetés fémekben

Az elektromos vezetés elemi elmélete a szabadelektron-elmélet kiterjesztése, amelyben a fémekben az elektronokat úgy kezelik, mint negatívan töltött részecskék szabad gázát. Fémes kristályban az elektronok átlagos mozgási energiája nagyon nagy a rács termikus rezgéseihez tartozó energiákhoz képest. Ezért a termikus rezgéseknek kicsi vagy semmilyen hatásuk sincs a Fermi-szintre, amely az elektronok lehetséges maximális energiáját adja meg. Az elektronok által betölthető lehetséges energiaszinteket a fémes kristályt leíró dobozba zárt részecske modellel lehet vizsgálni. Ebben az elektront egy, a fém kristályrácsába zárt anyaghullám írja le, a fémrácsot egy doboznak tekintik. Elektromos tér nélkül az elektronok szétoszlanak a lehetséges energiaszintek között, a maximális energiáig -ig (ez másképpen , a Fermi-szint). Ezeknek az energiaállapotoknak mindegyike megfelel egy adott sebességgel, adott irányban mozgó szabad elektron-állapotnak. A fémben az elektronok átlagos sebessége nulla lesz, és ezáltal nem folyik áram.

Elektromos térben minden egyes elektron a tér irányába gyorsító erőt fog érezni. Az elektromos teret impulzustér diagramon lehet megfelelően szemléltetni. A dobozba zárt részecske problémában minden elektronállapot megfelel egy határozott impulzusú állapotnak. Képzeljünk el egy háromdimenziós teret Descartes koordinátarendszerrel, amelynek pontjai a térbeli pozíciók helyett impulzus értékeknek felel meg. Ebben a térben minden pont egy impulzus állapotot jelöl. Lásd az (1) ábrát.

A szabad elektronokhoz rendelt energia kizárólag mozgási energia , ezért a Fermi-felületet az impulzustér koordinátarendszerben egy gömb felszínével lehet ábrázolni, a gömb sugara az impulzus abszolút értékének maximuma (ez megfelel a legnagyobb mozgási energiának.)

A nulla térerősséghez tartozó impulzustér ábra ezért egy origó középpontú gömb, amelynek sugara , amely a Fermi felületen a maximális impulzus értéke. Lásd (2) ábra. x-irányú elektromos teret kapcsolva a fémre a Fermi-felület eltolódik a tér irányában. Ugyanakkor azt lehetne feltételezni, hogy az elektromos teret fenntartva a Fermi-felület fokozatosan eltolódik az x-tengely mentén, mivel az elektronokat gyorsítaná a tér. Ez azonban nem következik be, rövid idő után egy állandó áram alakul ki, amelynek értéke az elektromos tértől függ. A tér bekapcsolásával a Fermi felület eltolódik, de csak térrel arányos mértékben. Lásd (3) ábrát.

Az áram azért stabilizálódik, mert a Fermi-felülethez közeli elektronok két mechanizmus révén is szóródnak: (1) a rács termikus rezgései, (2) szennyező atomok és más ponthibák jelenléte miatt. A szóródó elektronok impulzusa megváltozik a szórás közben, és a Fermi-gömb másik oldalán levő állapotokba kerülnek át.

Dinamikai egyensúly alakul ki ezáltal a gömb jobb oldala felé gyorsított és a bal oldalára visszaszóródott elektronok között. Az elektronok átlagosan két szóródás között az átlagos szabad úthossznak ( ) megfelelő utat tesznek meg. A Fermi-felületen az elektronok sebessége nagyon nagy, m/s, a külső tér által okozott bármilyen sebességváltozáshoz képest. Ezért az ütközések közötti idő állandónak tekinthető, értékkel. Ez azt jelenti, hogy a Fermi-felület eltolódása nagyobb lesz erősebb terekre, azaz erősebb elektromos tér esetén ugyanakkora idő alatt a sebesség nagyobb megváltozása is elérhető. Ezért az áram nagyobb lesz, ez az Ohm-törvény alapja.

A vezető fajlagos ellenállására, a szennyeződéseken történő szórást és a rácsrezgéseket elhanyagoló kinetikus elméletből lehet egy kifejezést levezetni. Egy ilyen kifejezés mikroszkopikus és makroszkopikus mennyiségeket kapcsol össze, és ezáltal megbecsülhető az átlagos szabad úthossz. Szobahőmérsékletű réz esetén ez a kifejezés a m értéket adja. Ez arra utal, hogy a rézben az elektronok akár az atomok közötti távolság 100-szorosát is megtehetik két ütközés között. -nak ez az értéke igencsak meglepő, mivel azt feltételezhetnénk, hogy a szabályos rács maga is szórná az elektronokat. Mindazonáltal, ha a rács szabályos, egy adott elektront az ionok éppúgy vonzzák az egyik irányba, mint bármely másikba. Csak ha nem teljesen szabályos a rács, akkor fognak szóródni az elektronok.

Mivel a rácsrezgések csökkennek a termodinamikai hőmérséklettel, azt várhatnánk, hogy alacsony hőmérsékleten úgy csökken a hozzájárulásuk a fajlagos ellenálláshoz ( ), hogy végül nulla lenne 0 K-en. Részletesebb számolás azt mutatja, hogy kis hőmérsékleteken és lineáris lesz a T-től való függés nagyobb hőmérsékleteken. Lásd (4) ábra. Lásd még sávelmélet.

elektromos világítás

Elektromos áram biztosította világítás. A használatban lévő eszközök az ívlámpa, a villanykörte (izzószálas lámpa) és a fénycső. Az ívlámpában, amelyet már nem használnak általános világítási célra, elektromos áram folyik keresztül két szén elektróda közötti résen, az elektródák között nagy potenciálkülönbséget tartanak fenn. Az áramot az elektródák gőzében elektronok és ionok vezetik. Szükség van valamilyen mechanizmusra, amely az elektródákat közelebb viszi egymáshoz, ahogy párolognak. Ez az eszköz erős fehér fényt hoz létre, de sok gyakorlati hátránya van. Ugyanakkor, a nemesgázzal (általában xenonnal) töltött ívlámpákat egyre gyakrabban használják mozik vetłtőgépeiben. A szokásos villanykörte egy wolfram szálat tartalmazó üveggömb, amely általában nemesgázzal van töltve. A szálban folyó elektromos áram fehéren izzóvá melegíti fel a szálat. A nemesgázt arra használják, hogy minimálisra csökkentsék az üveg feketedését, amit a wolfram párolgása okoz. A fénycsövekben a kis nyomású higanygőzt (vagy valamilyen más gázt) tartalmazó üvegcső belső felülete fluoreszkáló anyaggal van bevonva. A csőben két elektróda között kisülést hoznak létre. A katód által kibocsátott elektronok gázatomokkal vagy molekulákkal ütköznek, amelyek gerjesztett állapotba kerülnek (lásd gerjesztés). Amikor ezek visszaesnek az alapállapotukba, ultraibolya tartományba eső fotonokat bocsátanak ki, amelyeket látható fénnyé konvertál a cső belső felületének foszfor bevonata. Néhány lámpában, mint például az utcai közvilágításhoz használt higanygőz és nátriumgőz lámpákban, nem használnak fluoreszkáló anyagot, mivel a fényt közvetlenül a gerjesztett higany vagy nátrium atomok bocsátják ki. A (fém-) gőzlámpák nagyobb hatásfokkal működnek, mint az izzószálas lámpák, mivel az energia kisebb része alakul át hővé. Manapság nagy erőfeszítéseket tesznek arra, hogy olyan anyagokat találjanak, amelyek a hagyományos villanykörtéknél hatékonyabban képesek fényt sugározni, azaz olyan villanykörtéket létrehozni, amelyekben az elektromos energia nagyobb része alakul át fénnyé, ahelyett hogy hőt termelne.

elektromotoros erő

A legnagyobb potenciálkülönbség, amelyet egy adott elektromos áramforrás (vagy feszültségforrás) létre tud hozni. Gyakorlatban a forrás belső ellenállása miatt ez csak akkor mérhető, ha a forrás nincs áramkörre kapcsolva.

elektron

A leptonok közé sorolt elemi részecskék, amelynek nyugalmi tömege  kg, negatív töltésű, töltésének nagysága  coulomb. Az elektronok a mag körül elhelyezkedő, héjaknak nevezett csoportokba rendezve minden atomban megtalálhatók; az atomról levált elektronokat szabad elektronoknak nevezzük (lásd szabadelektron-elmélet). Az elektron antirészecskéje a pozitron.

Az elektront 1897-ben fedezte fel Joseph John Thomson. Az elektron struktúrája (amennyiben van ilyen) ismeretlen. Ha az elektront pontszerű töltésként fogjuk fel, sajátenergiája végtelen lesz, és a Dirac-egyenletben nehézségek lépnek fel. Az elektronhoz hozzárendelhetünk egy nem nulla sugárértéket, amit klasszikus elektronsugárnak nevezünk; ennek értéke  cm, ahol az elektron töltése, az elektron tömege, pedig a fénysebesség. Ez a modell is nehézségeket vet fel, posztulálni kell például a Poincaré-feszültségeket. A szuperhúr elmélet, amely szerint az elektronhoz hasonló részecskék különböző gerjesztési állapotú húrok, megoldhatja az elektron szerkezetével kapcsolatos valamennyi nehézséget.

elektronaffinitás

Jele . Az az energiaváltozás, ami akkor figyelhető meg, amikor egy atom vagy egy molekula egy elektronra tesz szert és ezáltal negatív töltésű ionná válik. Az X atom vagy molekula esetében ez az

elektronmegkötési reakció során felszabaduló energia. Általában elektronvoltban mérik. Helyette használják még -t, a moláris entalpiaváltozást is.

elektronágyú

A katódsugárcsövekben (a televízió-csöveket beleértve), elektronmikroszkópokban, stb. használt keskeny, folyamatos elektronnyaláb előállítására szolgáló eszköz. Általában egy légüres csőbe helyezett fűtött katódból, vezérlő rácsból és két vagy több anódgyűrűből áll. A katód által kibocsátott elektronokat a záró anód vonzza, és az elektronok keresztülhaladnak rajta. A nyaláb intenzitását a vezérlő rács szabályozza, és az anódok közötti feszültségkülönbségek olyan elektromos teret hoznak létre, amelyek a széttartó elektronokat keskeny nyalábbá fókuszálják.

elektronbefogás

1. Egy negatív ionnak a létrejötte egy atomból vagy molekulából, egy extra szabad elektron megkötésével képződő objektumként. 2. Radioaktív átalakulás, amelynek során az atommag egy belső atompályáról befog egy elektront. Ennek következtében a mag tömegszáma nem változik, rendszáma azonban eggyel csökken (az elektronbefogással a mag egyik protonja neutronná alakul át). Az ilyen típusú elektronbefogás röntgenfoton emissziójával jár együtt, mivel a belső pályán támadt üresedést egy külső elektron azonnal betölti.

elektroncső

A termikus emisszión alapuló elektronikus cső. Az ilyen csövekben a katódot vagy a rajta átfolyó áram fűti közvetlenül, vagy egy közelébe tett izzószál közvetve. A közvetlenül fűtött katódok többnyire wolfrámhuzalból vannak, míg a közvetetten fűtött katódokon általában bárium- és stroncium-oxid bevonat van. A legtöbb elektroncső fűtött vákuumberendezés, de némelyikben hideg katód található, némelyik pedig gázzal töltött (lásd tirátron). Lásd dióda; trióda; tetróda; pentóda.

elektrondiffrakció

Elektronnyaláb diffrakciója atomokon vagy molekulákon. Az a tény, hogy az elektronok a fényhez vagy a röntgensugarakhoz hasonlóan elhajlásra képesek, a részecskék hullámtulajdonságát mutatja (lásd de Broglie-hullámhossz). Az tömegű, töltésű elektron potenciálkülönbségű térben kinetikus energiára tesz szert, ahol az elektron sebessége. Az elektron (nemrelativisztikus) impulzusa . Egy elektron de Broglie-hullámhosszát a mennyiség adja meg, ahol a Planck-állandó, tehát . 3600 V gyorsító feszültség esetén az elektronsugár hullámhossza 0,02 nanométer, azaz nagyjából -szer rövidebb, mint a látható fényé.

Az elektronok tehát, akárcsak a röntgen-sugarak, csak molekulákon és kristályokon mutatnak elhajlási jelenségeket, amelyekben az atomok közötti távolság a sugárnyaláb hullámhosszához mérhető. Megvan az az előnyük, hogy hullámhosszuk a feszültség változtatásával szabályozható. A röntgensugaraktól eltérően az elektronok áthatolóképessége nagyon kicsi. Az elektrondiffrakció jelenségét először George Thomson (1892–1975) figyelte meg 1927-ben. Kísérletében a vákumban haladó elektronnyalábot nagyon vékony aranyfólián bocsátotta keresztül, amely mőgé fényképezőlemezt helyezett el. Az elhajló elektronok a fényképezőlemezen koncentrikus köröket rajzoltak ki. Még ugyanabban az évben Clinton J. Davisson (1881–1958) és Lester Germer (1896–1971) elvégezték klasszikus kísérletüket, nikkelkristály felületére elektronnyalábot bocsátva figyeltek meg diffrakciós jelenséget. E két kísérlet hitelesítette de Broglie elméletét és az akkoriban újdonságnak számító kvantumelméletet.

Az elektronok kis áthatolóképessége miatt az elektrondiffrakció jelenségét nem lehet egykönnyen felhasználni a kristályszerkezet tanulmányozására. Alkalmas azonban a gázmolekulák kötéstávolságának és kötésszögének mérésére. Továbbá kiterjedten használják felület- és abszorpciós vizsgálatokra. A legfontosabb eljárások: a kisenergiájú elektrondiffrakció (LEED), amelynek során az elektronnyaláb egy fluoreszkáló ernyőre vetül, valamint a nagyenergiájú elektrondiffrakció (HEED), amellyel vékony filmeket vizsgálnak a nyaláb visszaverődése vagy áthatolása alapján.

elektronegatív

Olyan kémiai elemek tulajdonsága, amelyek hajlamosak arra, hogy elektrontöbbletre tegyenek szert, s így negatív iont alkossanak. A halogének tipikus elektronegatív elemek. Például a sósavban a klóratomnak nagyobb az elektronegatívitása, mint a hidrogénatomnak, ezért a molekula poláros, a negatív töltés a klóratomra helyeződik át. Egy elem elektronegatívitásának jellemzésére többféle módszer is van. A Mulliken-eletronegatívitást az képletből számolják, ahol az ionizációs potenciál, az elektronaffinitás. Leggyakrabban a Pauling-elektronegatívitást használják. Ez a kötés disszociációs energiáját veszi alapul, s egy olyan skálát vezet be, amelyen a legnagyobb elektronegatívitású elem, a fluor a 4-es értéket kapja. Néhány további elem a következő értékkel szerepel ezen a skálán: B 2, C 2,5, N 3,0, O 3,5, Si 1,8, P 2,1, S 2,5 Cl 3,0, Br 2,8.

elektronfelesleg

A félvezető olyan elektronja, amelyre nincs szükség a kristályrács kötésrendszerében, s így egy szennyező atomhoz csatlakozhat. Az ilyen elektronokból lesznek a vezetési elektronok (adalékolt vezetés).

elektronika

Olyan vezérlő, hírközlő és számítástechnikai eszközök vizsgálata és tervezése, amelyek elektronok mozgásán alapulnak. Az elektronikai áramkör tartalmazhat félvezetőt, izzókatódos elektroncsövet, ellenállást, kondenzátort és tekercset (lásd kronológia).

1887

Heinrich Hertz felfedezi a rádióhullámokat.

1894

Oliver Lodge a rádióhullámok detektálására felfedezi a kohérert. Marconi felfedezi a rádiótávírót.

1897

J. J. Thomson fefedezi az elektront.

1902

Reginald Fessenden (1866–1932) amerikai mérnök felfedezi a rádiótávbeszélőt.

1903

Valdemar Poulsen (1869–1942) dán mérnök felfedezi a mágneses hangrögzítő készüléket.

1904

Ambrose Fleming (1849–1945) angol mérnök felfedezi az izzókatódos diódát.

1906

Lee De Forest (1873–1961) amerikai mérnök felfedezi az izzókatódos triódát. Grenleaf Pickard (1877–1956) amerikai elektromérnök szabadalmaztatja kristálydetektort. Fessenden bevezeti a rádiózás területén az amplitúdómodulációt.

1911

Karl Braun (1850–1918) német mérnök felfedezi a katódsugárcsöves letapogatót.

1912

Fessenden kifejleszti a heterodin rádióadót.

1919

Edwin Armstrong (1890–1954) amerikai elektromérnök kifejleszti a szuperheterodin rádióadót.

1921

Albert Hull (1880–1966) amerikai fizikus felfedezi a magnetront.

1923

Vladimir Zworykin (1889–1982) orosz születésű amerikai mérnök feltalálja az ikonoszkópot.

1928

John Logie Baird (1888–1946) skót feltaláló és Vladimir Zworykin egymástól függetlenül feltalálják a televíziót.

1930

Ernst Alexanderson (1878–1975) svéd születésű amerikai elektroménök feltalálja a teljes egészében elektronikus televíziós rendszert.

1933

Edwin Armstrong (1890–1954) amerikai elektromérnök kifejleszti a frekvenciamodulációs jeltovábbítási módszert.

1947

John Bardeen, Walter Brattain (1902–1987) és William Shockley (1910–1989) amerikai fizikusok feltalálják a pontérintkezős tranzisztort.

1950

Amerikai mérnökök feltalálják a Videcon televíziós képfelvevő csövet.

1953

An Wang (1920–1990) kínai születésű amerikai komputermérnök feltalálja a mágnesmagú számítógépmemóriát.

1954

Charles Townes (1915–) amerikai és Nikolai Basov valamint Aleksandr Prokhorov (1916–) orosz fizikusok egymástól függetlenül feltalálják a mézert.

1958

Jack Kilby és Robert Noyce (1927–1990) amerikai elektromérnökök kifejlesztik az integrált áramköröket.

1960

Theodor Maimian (1927–) amerikai fizikus feltalálja a rubinlézert.

1961

Steven Hofstein amerikai elektromérnök kifejleszti a térvezérlésű tranzisztort.

1971

Marcian Edward Hoff (1937–) megtervezi az első mikroprocesszort (Intel 4004).

1977

Amerikai mérnökök a televíziós jeleket optikai szálon továbbítják.

elektronikus levél (e-mail)

Számítógépes hálózatok felhasználói által egymásnak küldött üzenetek, dokumentumok stb. Az e-mailek továbbítására és fogadására a számítógépes hálózatokat használják. Magát a szolgáltatást is „elektronikus levelezőnek" nevezik. Nem szükséges, hogy a feladó és a címzett(ek) ugyanabban az időpontban a számítógépe mellett legyen. A számítógépes hálózatok ma már világszerte jelen vannak. A feladó számítógépének levelezőprogramját igénybe véve elkészíti az e-mailt, s a levelező rendszer ezt követően automatikusan továbbítja az e-mailt a címzett(ek)hez.

elektron-kettősprizma

Olyan elektromágneses erőtér, amely az elektronnyalábot vagy más töltött részecskékből álló nyalábot úgy térít el, mint az optikai kettősprizma a fényt.

elektronlencse

Elektronnyaláb fókuszálására szolgáló eszköz. Hasonló az optikai lencséhez, de fénytörő anyagok, mint például az üveg helyett mágneses mezőt előállító tekercset vagy tekercseket, vagy pedig elektródák elektromos mezőt előállító elrendezését használja. Elektronlencséket elektronmikroszkópokban és katódsugárcsövekben alkalmaznak.

elektronmikroszkóp

Olyan mikroszkóp, amely (az optikai mikroszkóptól eltérően) fénysugarak helyett elektronnyalábbal világítja meg a tárgyat, alkot nagy méretű képet nagyon pici objektumokról. Az optikai mikroszkóp felbontóképességének a fény hullámhossza szab határ. A nagyenergiájú elektronokhoz rendelt hullámhossz lényegesen rövidebb a fény hullámhosszánál; például a elekronvolt energiára felgyorsított elektronok hullámhossza 0,004 nanométer (lásd de Broglie-hullámhossz), s az ilyen nyalábbal 0,2–0,5 nanométeres felbontás érhető el. A transzmissziós elektronmikroszkópban (lásd az ábrát) az elektronnyalábot egy elektronlencse fókuszálja, majd a nyaláb áthalad a fémréteggel bevont, nagyon vékony (50 nanométernél nem vastagabb) tárgyon, s aztán egy fluoreszcens ernyőre vetül, amelyen látható képet alkot. Ezt a képet le is lehet fényképezni. A pásztázó elektronmikroszkóp vastagabb tárgymetszetek esetén használható és perspektivikus képet alkot, bár felbontása és nagyítása kisebb. Az ilyen típusú eszközökben a tárgyat egy elsődleges elektronnyalábbal pásztázzák. A tárgyról visszaverődő elektronokat a kibocsátott szekunder elektronokkal együtt összegyűjtik, s ezzel az elektronárammal egy TV-képernyő azonos frekvenciájú elektronnyalábját moduláljak. A képernyőt pásztázó elektronnyaláb a tárgy képét rajzolja ki a monitoron. A felbontás határértéke 10–20 nm.

elektronoptika

Az elektronlencsék viselkedésének vizsgálata elektronmikroszkópban, katódsugárcsőben és más hasonló eszközökben. A pozitív vagy negatív ionok fókuszálása is hasonló módszereken alapul.

elektronpálya

Az a tartomány, amelyben az atom vagy molekula egy elektronja megtalálható. Az eredeti Bohr-modellben az elektronok kör alakú pályán keringtek a mag körül, ám a kvantummechanika további fejlődése megmutatta, hogy lehetetlen meghatározott pályát rendelni az elektronhoz. A hullámmechanika szerint az elektron csak bizonyos valószínűséggel tartózkodik valamely adott tértartományban. Eképp a hidrogén esetében az elektron egyaránt lehet egészen közel a maghoz vagy tőle nagy távolságban, de az azonos vastagságú gömbhéjak közül legnagyobb valószínűséggel mégis abban tartózkodik, amelynek sugara az atom Bohr-rádiuszával egyenlő. Az elektron tartózkodásának valószínűségét a tér valamely tartományában úgy kapjuk meg, hogy megoldjuk a Schrödinger egyenletet. Az elektron előfordulásának valószínűsége a tér egységnyi térfogatelemében arányos lesz a megoldásul kapott függvény abszolút értékének négyzetével, -tel. A rögzített pályán keringő elektron gondolatát tehát felváltotta az atompálya (lásd az ábrát) – a mag körüli valószínűségi eloszlás – ideája. A pályát úgy is elképzelhetjük, mint (időben átlagolt) töltéseloszlást. A pálya ábrázolásakor célszerű azoknak a tartományoknak a felületét megjeleníteni, amelyeken belül nagy valószínűséggel található meg az elektron.

A lehetséges pályák az atom alhéjainak felelnek meg. így egy -pálya van minden héjon ( ). Ez gömbszimmetrikus. Három -pálya van ( három lehetséges értékének megfelelően) és öt -pálya. A pályák alakja függ értékétől. Például minden -pályának két, a legtöbb pályának négy köpenye van.

A molekulában a kötőelektron két atommag hatása alatt áll (amennyiben a kötésben két atom vesz részt), s ennek megfelelően a kötőelektronok számára molekulapálya jön létre (lásd az ábrát). A molekulapályát célszerű az atompályák átfedéseként felfogni. A hidrogénmolekulában a hidrogénatomok -pályái átfedik egymást, és a két mag között egy molekulapályát hoznak létre. Ez a molekulapálya egy -pálya példáját adja. Kettős kötés esetén – például az etilénben – az egyik átfedés a molekulatengely mentén jön létre és -pályát alkot. A második kötés oldalt, a tengelytől távolabb, a -pályák két-két köpenyének átfedésével jön létre (lásd az ábrát). Az átfedés eredményeként előálló molekulapályának két része van – egyik része a -pálya egyik, a másik a másik oldalán – ez a -pálya. Lehetséges még a -pálya is – két -pálya oldalsó átfedésével. Két atompálya kombinációja valójában két, egymástól eltérő energiájú molekulapályát hoz létre. Az alacsonyabb energiájú, az atomokat összetartó pálya a kötőpálya, az atomokat széttolni hajlamos másik pálya a lazítópálya. Kötőelektronok esetében csak az alacsonyabb energiaszintű (kötő-)pálya van betöltve.

A molekulapályák kialakulásának vizsgálatakor gyakrak hasznosnak bizonyul a hibridpálya fogalma. A szénatom legkülső héján például egy - és három -pálya van. A metán (vagy más, tetraéderes szerkezetű) molekula kialakulásakor ezeket úgy tekinthetjük, mint 4, egymással egyenrangú hibridpályát, melyek mindegyikének egyik köpenye tetraéderes irányítással egy hidrogénatom felé néz. Ezeket a köpenyeket fedik át a hidrogénatomok -pályái. Az etilénben két -pálya és egy -pálya együttesen három hibridpályát hoz létre, melyek köpenyei egy egyenlő oldalú háromszög csúcsaiba mutatnak. Ezek alkotják a C–H és a C–C kötések -pályáit. A fennmaradó -pályák (minden szénatomon egy) -pályát hoznak létre. Az acetilén esetében hiridizációval minden atomon két hibridpálya alakul ki, melyek köpenyei tengelyirányúak. A fennmaradó két -pálya két -pályát alkot. Hibridpálya -pályából is kialakulhat. Például a síkbeli négyszög alakú komplexekben hibridizáció valósul meg, az oktaéderes szerkezetekben .

elektronspin-rezonancia

Spektroszkopikus módszer az elektronok helyzetének meghatározására paramágneses anyagok molekuláiban (lásd mágnesesség) abból a célból, hogy kiderüljön a molekulák szerkezete és a kötéseik természete. Egy párosítatlan elektron spinjéhez mágneses momentum tartozik, és az kétféle irányt vehet fel az anyagra ható mágneses mező irányához képest. Ez a két beállás normál hőmérsékleteken bizonyos statisztikai valószínűséggel alakul ki, mert két különböző energiaszintnek felel meg: az alsó állapotban való előfordulás valószínűsége egy kicsit nagyobb, mint a felsőben való előfordulásé. Mikrohullámú besugárzással elérhető, hogy a mintában az alsó állapotok felső állapotba menjenek át. A két elektronállapot közötti pontos energiakülönbség függ az atom vagy a molekula környező elektronjaitól. Ezzel a módszerrel kitapogatható a párosítatlan elektronok helyzete. Ezt a módszert főleg a szabad gyökök kutatásában és paramágneses anyagok, például szervetlen komplexek vizsgálatában használják. Lásd még magmágneses rezonancia.

elektronsugaras mikroanalízis

Igen kis anyagmennyiség (10 gramm) elemzésére való módszer. E módszer szerint az anyagmintára igen gondosan fokuszált elektronnyalábot bocsátanak, hogy a mintabeli kémiai elemeket röntgensugárzásra késztessék, majd a jellegzetes röntgenvonalak alapján azonosítják ezeket az elemeket. Ezzel a módszerrel meghatározható a 11-nél magasabb atomszámú elemek mennyisége (tömege).

elektropozitív

Olyan kémiai elemek jellemzője, amelyek hajlamosak elveszíteni elektronjaikat, s ezáltal pozitív ionná válni. Tipikus elektropozitív elemek az alkáli fémek.

elektrosztatika

Nyugvó elektromos töltések által lérehozott effektusok, beleértve a töltött testek között ható erőket is (lásd Coulomb-törvény) és az általuk keltett mezőket (lásd elektromos erőtér)

elektrosztatikai CGS-rendszer (e.s.)

Mértékegységrendszer, amelyben az elektromos mennyiségek megegyeznek a CGS-rendszeren belüli menyiségekkel. Az elektromos töltés e.s. egysége az angol nyelvterületen statcoulombnak nevezett mértékegység. Ekkora töltés egy azonos töltést 1 centiméter távolságból 1 dyn erővel taszít. Az e.s. rendszerben a Coulomb törvényben megjelenő elektromos állandó egységnyi. A rendszert ma már a legtöbb célra felváltotta az SI egységrendszer. Vesd össze elektromágneses egységrendszer.

elektrosztatikus csapadékképzés

Szilárd vagy folyékony részecskék gázszuszpenzióból történő kivonásának módszere. A gázra elektromos teret kapcsolnak azért, hogy a részecskék a megfelelően elhelyezett elektródához vonzódjanak és azon kiváljanak. Az elektrosztatikus csapadékképzés igen elterjedt módszer füstgázokból és a levegőből por és más szennyezőanyagok kivonására. Lásd még Cottrell-portalanító.

elektrosztatikus generátor

Elektromos töltéseket nagyon nagy potenciálra feljuttató eszköz, általában kísérleti célra használatosak. Korai berendezések voltak az elektrofor és a Wimshurst-féle megosztógép, ma a Van de Graaff generátor sokkal elterjedtebb.

elektrosztatikus mező

Álló töltött testet körbevevő elektromos erőtér.

elektrosztrikció

Egy test méreteinek megváltozása (tágulása vagy összehúzódása) amiatt, hogy a test molekulái átrendeződnek, amikor a testet elektromos térbe helyezik. Ha a tér nem homogén, a test igyekszik elmozdulni, ha a relatív dielektromos állandója nagyobb, mint a környezetéé, akkor igyekszik a nagyobb térerősségű tartomány irányába elmozdulni. Vesd össze magnetostrikció.

elemi részecskék

Az univerzum teljes anyagának fundamentális összetevői. A XX. század elejére felfedezték az elektront, majd hamarosan a protont. A neutron létezését azonban egészen 1932-ig még nem erősítették meg. 1932-től ismertté vált hogy az atommag mind protonokat mind neutronokat tartalmaz (a hidrogén kivételével, melynek atommagja mindössze egyetlen protonból áll). 1900 és 1930 között a kvantummechanika rohamosan fejlődött az atomi méretekben lejátszódó kölcsönhatások fizikájának megértése területén. A nemrelativisztikus kvantumelméletet 1923–1926 között egy elképesztően rövid periódusban végleges formájába öttötték. Relativisztikus változata, a relativisztikus kvantumelmélet adta a legfontosabb elméleti alapot az elemi részecskék megértéséhez. Dirac, róla elnevezett egyenletének 1928-as megalkotása vezetett a pozitív elektron, a pozitron felfedezéséhez. A pozitron tömege megegyezik az elektron tömegével, míg töltése azonos nagyságú, de ellentétes előjelű. Az egyes részecskékhez ilymódon hozzárendelt párokat az adott részecske antirészecskéjének nevezik. A pozitronok a szokásos anyagban csak időlegesen létezhetnek, vagyis nem alkotórészei. Pozitronok az elektronokkal együtt keletkeznek az úgynevezett párkeltés során, mikor töltött részecskék vagy gamma részecskék anyaggal ütköznek.

A relativitáselmélet és a kvantummechanika egyesítése 1932 elején arra az elképzelésre vezetett, hogy antiprotonok és antineutronok szintén létezhetnek, melyek hasonló módon viszonyulnak a szokásos nukleonokhoz, mint a pozitron az elektronhoz. Egészen 1955-ig azonban nem sikerült olyan nagy energiával rendelkező részecskesugarakat előállítani, mellyel ezek az antianyag részecskék előállíthatóak lennének. Ma már ismeretes, hogy - mint ahogyan azt a relativisztikus kvantummechanika egyenletei megjósolták - minden részecskének létezik antirészecske párja.

Az 1930-as évek közepéig az ismert és az elméletileg feltételezett részecskék száma kicsi volt, bár folyamatosan növekedett. Ebben az időben Hideki Yukawa (1907–1981) japán fizikus azt tanulmányozta, hogy melyek lehetnek azok a fundamentális kölcsönhatások, melyek az atommagokat összetartják. Mivel az atommag szorosan egymáshoz közeli pozitív töltésű protonok és semleges neutronok együttese, így azokat nyilvánvalóan nem tarthatja össze az elektromágneses erő, vagyis léteznie kell egy másik nagyon erős erőnek, amely képes legyőzni a protonok közötti elektromos taszítást, és közel képes tartani azokat egymáshoz. Ennek az erőnek szükségszerűen kis hatótávolságúnak kell lennie, hiszen létezésük csak az atommag összetevőinek felfedezése után vált nyilvánvalóvá. Ezen erő megkövetelt tulajdonságai alapján Yukawa egy mezonnak (jelentése közepes tömegű) nevezett részecske létezését jósolta, amely felelős lenne ezen összetartó erő közvetítéséért. Elmélete szerint az atommagban lévő protonok és neutronok ezen mezon kibocsátásán és elnyelésén keresztül hatnak kölcsön egymással. Ennek alapján az új típusú erőt kicserélődési erőnek nevezték el. Yukawa még arra is képes volt, hogy megjósolja ennek a mezonnak a tömegét, amely a számítások alapján a proton és az elektron tömege közötti értékűnek adódott.

Mindössze egy évvel azután, hogy Yukawa ezt a feltételezést tette, a kozmikus sugárzásban felfedeztek egy részecskét, melynek tömege ebbe a tartományba esett. A részecskét -mezonnak, másnéven müonnak nevezték el. A töltése megegyezik az elektron töltésével, míg antirészecskéjének a -nak a töltése azonos nagyságú, de ellentétes előjelű. Azonban a fizikusok hamarosan arra a következtetésre jutottak, hogy a müonok nem hatnak eléggé erősen kölcsön az atommagban található részecskékkel ahhoz, hogy a Yukawa által megjósolt mezonok lehessenek. Egészen 1947-ig tartott, mire a mezonok egy megfelelő tulajdonságokkal rendelkező családját felfedezték.

Ezek voltak a -mezonok, másnéven a pionok, melyek három: pozitív, negatív és semleges alakban fordulnak elő. Kiderült, hogy a pionok, melyek erősen hatnak kölcsön a nukleonokkal, megegyeznek azokkal a részecskékkel, amelyeket Yukawa jósolt meg 1930-ban. A protonok és neutronok közti magerőkről - mely az ’erős kölcsönhatás’ nevet kapta (lásd fundamentális kölcsönhatások) - egészen az 1960-as évekig úgy gondolták, hogy megegyeznek azzal a kicserélési erővel, melyet Yukawa javasolt.

A gyenge kölcsönhatások elmélete az 1930-as években szintén gyerekcipőben járt. A gyenge kölcsönhatás a felelős a béta bomlásért, amikor egy radioaktív atommag látszólag csak egy elektron kibocsátásával átalakul egy egészen kicsivel könnyebb atommaggá. A béta bomlás azonban egy súlyos problémát vetett fel, mivel úgy tűnt hogy ennek során nem marad meg az energia és az impulzus. 1931-ben Pauli egy semleges részecske létezését javasolta, amely képes lehet arra, hogy a béta bomlásban a hiányzó energiát és impulzust elvigye, és egyben detektálhatatlan maradjon. Három évvel később Fermi beépítette a Pauli által feltételezett részecskét a béta bomlást leíró átfogó elméletébe, amely úgy tűnt, hogy sok kísérleti eredményt megmagyaráz. Fermi az új részecskét neutrínónak nevezte el, melynek létezését végül 1950-es években sikerült bebizonyítani.

A neutrínót tartalmazó kísérletek özöne a neutrínó több lényeges tulajdonságának meghatározásához vezetett. Úgy tűnt, hogy a neutrínó szoros kapcsolatban van az elektronnal és a müonnal, és sohasem keletkezik anélkül, hogy ezeknek a részecskéknek egyike vagy másika ne keletkezzék. Ennek megmagyarázására egy megmaradási törvényt tételeztek fel. Számokat rendeltek az elektronhoz, a müonhoz és a neutrínóhoz, olymódon, hogy ez a szám megmaradjon a kölcsönhatás során, vagyis ezen számok algebrai összege a kölcsönhatás előtt és a kölcsönhatás után megegyezzen. Mivel ezek a részecskék mind az akkori legkönnyebb részecskék közül kerültek elő, ezt a számot lepton számoknak (lepton: ’a könnyűek’) nevezték el. Ahhoz, hogy a leptonszámok kiosztása összhangban legyen a kísérletekkel, két típusú neutrínó létezését kellett posztulálni, melyek közül az egyik az elektronhoz, a másik pedig a müonhoz kapcsolódik, vagyis az elektron és a müon neutrínót. 1978-ban felfedezték a tau részecskét, másnéven tauont. Kölcsönhatásai alapján kiderült hogy azt is a leptonszámot tartalmazó részecskék csoportjába kell sorolni Az egyes kölcsönhatásokban a leptonszám megmaradása megkövetelte a hozzá kapcsolódó tau neutrínó létezését. Ezt a hat leptonszámot tartalmazó részecskét közösen leptonnak nevezzük.

név

jel

töltés

nyugalmi tömeg

(elektrontöltés egységekben)

elektron

0.511

elektron neutrínó

müon

105.7

müon neutrínó

tau

tau neutrínó

   

a leptonok táblázata

A neutrínók zérus töltésűek, és eredetileg úgy gondolták, hogy nyugalmi tömegük is zérus, de később, a XX. század utolsó 20 évében, bizonyos indirekt kísérletekből ennek a következtetésnek az ellenkezőjére jutottak.

Nemzérus neutrínótömegről első ízben 1985-ben számolt be egy szovjet kutatócsoport. A mért tömeg szélsőságesen kicsi volt, (az elektron tömegének -ed része), de ezt nem támasztották alá más, az eredmények reprodukálását célzó független kísérletek. Csak újabban (1998–1999)-ben japán és Egyesült Államokbeli kutatócsoportok tudtak előbbre lépni, és kaptak közvetett kísérletekből kísérleti bizonyítékokat arra, hogy a neutrínóknak nemzérus tömegük van. Ezekben a kísérletekben azt tapasztalták, hogy a neutrínók hirtelen ’eltűnnek’. Mivel valószínűtlen, hogy az energia és az impulzus eltűnjön az univerzumból, a legnyilvánvalóbb magyarázat az, hogy azok a neutrínók, amelyeket detektáltak, más típusú neutrínókká alakulnak át, melyeket a berendezések nem képesek detektálni. A jelenlegi elméleti vizsgálatokból arra a következtetésre jutottak, hogy a folyamatban szereplő neutrínók tömege nem lehet azonos egymással, így nem lehet mindegyik zérus. Ez a spekulatív eredmény nem teszi lehetővé, hogy megbecsüljük a neutrínók tömegét, ennek következtében került a csillag az iménti táblázatba a neutrínó tömegek helyére.

Az 1960-as években a nagyenergiás gyorsítók és az egyre kifinomultabb mérési módszerek sok új és egzotikus részecske felfedezéséhez vezettek. Mind instabilak voltak, élettartamuk csak a másodperc töredéke volt. Ezek a tapasztalatok a kutatást abba az irányba vezették, hogy olyan elméleti leírást hozzanak létre, mellyel mindannyiuk létét és tulajdonságait egységesen meg tudják magyarázni. A váratlanul felfedezett nagyszámú elemi részecske létezése abba az irányba mutatott, hogy nem alkothatják az anyag legalapvetőbb struktúráját. A fizikusok ahhoz hasonló helyzetben találták magukat, mint mikor Mengyelejev megalkotta az elemek periódusos rendszerét. Mengyelejev felfedezte, hogy az egyes kémiai elemeken túl léteznie kell egy elemibb struktúrának, amely megmagyarázza az egyes elemek kémiai tulajdonságait és a közöttük fennálló kapcsolatokat.

Murray Gell-Mann és munkatársai 1961 és 1964 között a részecskefizikában az elemek periódusos rendszerével analóg leírást javasoltak. Ebben az elméletben a leptonok továbbra is fundamentális részecskék, de az 1960-as években felfedezett rövid élettartamú részecskék nem. Ezen részecskék kölcsönhatásait az erős kölcsönhatás írja le, amelynek úgy tűnt, nincs hatása a leptonokra. Gell-Mann az erősen kölcsönható részecskéket hadronoknak nevezte el, melyeknek két különböző típusa van, a barionok és a mezonok. Ez a két típus ahhoz a két különböző módhoz kapcsolódik, ahogy a hadronok az őket összetevő részecskékből felépülnek. A hadronokat felépítő részecskéket Gell-Mann kvarknak nevezte el. Az akkor ismert kvarkoknak három típusa volt - u (up), d (down) és s (strange (ritka)) - három flavour-ben (ízben) fordulnak elő a természetben. A kvarkokat a hadronokat előállító fundamentális részecskéknek gondolták, nevezetesen az erős kölcsönhatásban részt vevő anyagot kvarkok alkotják, a barionok három (u, d illetve s) kvarkból, az antibarionok pedig három ( , és ) antikvarkból állnak, a mezonok pedig (u, d illetve s) kvark-antikvark párból állnak.

szimbóluma

neve

töltése

u

up

2/3

d

down

- 1/3

c

charm (báj)

2/3

s

strange (ritka)

- 1/3

t

top

2/3

b

bottom

- 1/3

  

A kvarkok táblázata (tömegük nem szerepel a táblázatban, mivel kvarkot

még soha nem detektáltak szabadon)

Semmilyen más kombináció nem tűnt szükségesnek ahhoz hogy a felfedezett hadronok teljes spektrumát leírják. A séma további - 1961-ben még fel nem fedezett - részecskéket is jósolt. Például 1961-ben Gell-Mann nemcsak megjósolta az (omega-minus) részecske létezését, hanem - ami sokkal fontosabb - azt is megmondta, hogy hogyan lehet előállítani. Az részecskét végül 1964-ben fel is fedezték.

Gell-Mann a sémát - a Buddhizmus-beli ’igaz út’ nyolc követelményének analógiájára - nyolcas útnak (eightfold way) nevezte el. A séma a kvarkokhoz korábban meg nem engedett tulajdonságokat rendelt. Például a kvarkok elektromos töltése nem egész, nevezetesen az elektron töltésének illetve -szorosa. A kvarkok között továbbá hat egy erős vonzóerő, egy új töltésen - a színtöltésen - keresztül. A színtöltés felelős az erős kölcsönhatásért, és az erős kölcsönhatást létrehozó erő a szín-erő. Ez Yukawa 1930-as javaslatának átértékelése. Az erős kölcsönhatás Yukawa által javasolt elméletében az erős kölcsönhatást a mezonok közvetítették. A jelenleg elfogadott elmélet szerint az erős kölcsönhatást a gluonnak nevezett színtöltéssel rendelkező részecskék cseréje közvetíti. Ezt, a színtöltések kicserélődésén alapuló elméletet a kvantumelektrodinamika mintájára alkották meg és kvantumszíndinamikának nevezik.

1974 novemberében a részecske felfedezése indította el azt a felfedezéssorozatot, amiit később novemberi forradalomnak neveztek. Mindezidáig az összes hadront le lehetett írni az u, d és s kvarkok valamilyen kombinációjaként. Ezek a hadronok igen rövid, körülbelül s élettartamúak voltak. Az újonnan felfedezett részecske élettartama ezzel szemben s, vagyis 1000-szer hosszabb. Ez egy gyökeresen különböző részecskefajtára utalt. Ma már általánosan elfogadott hogy a részecske is egy mezon, mely egy új (negyedik), charm (c) elnevezésű kvark antikvark pár kötött állapota. 1977-ben a kvarktípusok száma újra bővült eggyel, az új, még nehezebb Y (üpsilon) mezon felfedezése következtében. Ezt a mezont még hosszabb élettartamúnak találták mint a mezont, és egy ötödik, a bottom (b) kvarkot és antikvarkot tartalmazó részecskeként azonosították

1977 végére a kvarkok öt típusa (u,d,s,c,b) és hat (e, , , , , ) lepton volt ismert. Annak feltételezésével, hogy a kvarkok és a leptonok alkotják az anyag fundamentális építőköveit, a hadronok nagyszámú erős és gyenge folyamatát és a leptonok nagyszámú gyenge folyamatát sikerült megmagyarázni, leírni. Azonban a természet építőköveinek szimmetriáját elfogadva egy hatodik kvark létezése is várható volt. Ez a top-nak (t) nevezett kvark a b kvark párja, elektromos töltéssel (lásd az iménti táblázatot). 1995-ben a top kvarkot a FermiLab-ban (a Fermi Nemzeti Laboratóiumban) Chicago mellett felfedezték, és a hat kvark és hat lepton szimmetriája helyreállt.

1978-ban a standard modellt az anyag fundamentális építőköveinek végleges elméletéül javasolták. A jelenlegi álláspont szerint az összes anyagot három típusú részecske alkotja: a leptonok, a kvarkok és a közvetítő részecskék (lásd a táblázatot).

kölcsönhatás

közvetítő részecske

nyugalmi tömeg

töltés

(kicserélődő részecske)

erős

gluon

0

0

elektromágneses

foton

0

0

gyenge

81, 81, 93

gravitációs

graviton

0

0

   

a közvetítő részecskék táblázata

A közvetítő részecskék a négy fundamentális kölcsönhatást közvetítik. A standard modellben az összes kölcsönhatásnak van közvetítő részecskéje. Az elektromágneses kölcsönhatásé a foton.

A gyenge kölcsönhatásnál az erőt három részecske, a , a és a bozonnak nevezett részecske közvetíti, az erős kölcsönhatást közvetítő részecskék a gluonok. A kvantumgravitáció jelenlegi elmélete a gravitont tartja a gravitációs kölcsönhatást közvetítő részecskének, de ez az elmélet egyelőre még teljesen spekulatív, a természetben gravitont eddig még soha sem figyeltek meg.

elemsűrűség

1. Egy szilíciumlapka felületegységére jutó elemek (logikai áramkörök) vagy integrált áramkörök száma. 2. Egy számítógép adattároló rendszerének valamely elemében tárolt információ mennyisége, pl. egy mágnesszalagon a bitek inch-enkénti száma.

élettartam

Az az átlagos idő, amely alatt egy elemi részecske, vagy egy radioaktív atommag egy bizonyos állapotban maradhat, mielőtt elbomlana, vagy mielőtt az atom átmenne a gerjesztett állapotából egy alacsonyabb energiájú állapotába.

elfajulási nyomás

Elfajult fermiongáz nyomása. Az elfajulás Pauli-féle kizárási elv és a Heisenberg-féle határozatlansági reláció következménye. A kizárási elv miatt a nagy sűrűségű, egymástól kis távolságra lévő fermionoknak eltérő impulzussal kell rendelkezniük; a határozatlansági elvből pedig az következik, hogy az impulzusbeli eltérés fordítottan arányos a térbeli távolsággal. Következésképp a nagy sűrűségű gázban a részecskék viszonylag nagy impulzussal rendelkeznek, ami miatt az elfajulási nyomás jóval meghaladhatja a termikus nyomást. A fehér törpéket és a neutroncsillagokat az alkotórészeik, tehát az elektronok és a neutronok elfajulási nyomása védi meg a gravitációs összeroppanástól.

elfajult gáz

Gáz, amelyben a nagy sűrűség következtében olyan nagy a részecskék koncentrációja, hogy a Maxwell–Boltzmann-eloszlás nem alkalmazható és a gáz viselkedését kvantumstatisztikák irányítják. Degenerált gáz példái a fémes vezetést biztosító elektronok, a fehér törpékben lévő elektronok, valamint a neutroncsillagok neutronjai. Lásd még elfajulási nyomás.

Elinvar

36%-ban nikkelt, 12%-ban krómot, és kisebb arányban wolframot és mangánt tartalmazó nikkel-króm acél márkaneve. Rugalmassága nem függ a hőmérséklettől, ezért használható órákban hajszálrugóként.

ellenállás

Jele . Egy áramköri elemen eső feszültségnek és a rajta átfolyó áram erősségének a hányadosa. Az elektromos töltések mozgásával való szembenállást jellemzi. Általában egy fémes vezető ellenállása nő a hőmérséklettel, a félvezetőké viszont csökken.

ellenálláshőmérő

Olyan hőmérő, amely kihasználja azt a tényt, hogy egy fémhuzal ellenállása megnő a hőmérséklet emelkedésével, éspedig az közelítő összefüggés szerint; itt a huzal ellenállása hőmérsékleten, pedig valamilyen alapul választott hőmérsékleten, rendszerint 0 C-on. és a fémdrótra jellemző állandók. Fémként leggyakrabban a platina használatos, és a platinahuzalból készült tekercset rendszerint belefoglalják egy Wheatstone-híd egyik ágába. A platinatekercshez az áramot odavezető csatlakozásokban a hőmérséklet-változás módosulást okoz; ezt a változást a tekercs tokjában elhelyezett két vakcsatlakozással lehet kiegyenlíteni.

ellentmondásmentes múltak

A kvantummecnanika egy lehetséges értelmezése, amely a dekoherencia elvét alkalmazza, amikor a klasszikus világot a kvantummechanikából eredezteti. Az ellentmondásmentes múltakkal ki lehet kerülni a megfigyelő problémáját és nagymértékben tisztázni lehet a kvantummechanikai mérés fogalmát.

ellipszis

Egy egyenes körkúp és egy sík metszeteként kapott kúpszelet abban az esetben, amikor a sík és a kúp tengelye által bezárt szög nagyobb, mint a kúp félnyílásszöge. Az ellipszisnek két csúcspontja van, melyeket az úgynevezett nagytengely köt össze. Az ellipszis középpontja is ezen az egyenesen helyezkedik el, félúton a két csúcspont között. A kistengely az ellipszis középpontján átmenő, a nagytengelyre merőleges egyenesnek az ellipszissel való metszéspontjai közti szakasz. Az ellipszis két fókuszpontja az a két, a nagytengelyen elhelyezkedő pont, melyekre fennáll, hogy az ellipszis tetszőleges pontjára a két ponttól mért távolságok összege állandó. (Lásd az ábrát.) Az ellipszis területe , ahol és a fél nagytengely, illetve a fél kistengely. Egy origó középpontú ellipszis egyenlete derékszögű koordinátákkal kifejezve . A fókuszpontok helye és , ahol az ellipszis excentricitása. Azt a két húrt, amely átmegy fókuszpontokon és párhuzamos az ellipszis kistengelyével, latus rectum-nak nevezik (magyarban nincs megfelelője), ezek hossza .

ellipszoid

A forgásellipszoid olyan test, melyet úgy kapunk, hogy egy ellipszist egyik tengelye körül megforgatunk. Ha az ellipszist a nagytengelye körül forgatjuk meg, a kapott test neve megnyújtott ellipszoid, míg ha a kistengelye körül forgatjuk meg, a kapott test neve lapult ellipszoid. Az origó középpontú legáltalánosabb - nem forgásszimmetrikus - ellipszoid derékszögű koordinátákkal felírt egyenlete . Forgásellipszoid esetén az egyenletben az ellipszis és féltengelyei közül kettő megegyezik egymással.

elliptikus galaxis

Lásd galaxis.

elliptikus polarizáció

Lásd a fény polarizálása.

elosztógyűrű

1. Egy olyan háztartási vezetékrendszer, ahol minden egyes konnektornak van saját biztosítéka, és ezek mind a fő hálózati elosztónál kezdődő és végződő gyűrűs kapcsoláshoz vannak párhuzamosan kötve. 2. Olyan elektromos fővezeték, amely önmagába záródik, azaz egy gyűrűt alkot. Ha egy erőmű a gyűrűt csak egy helyen táplálja, akkor az áram két független úton haladhat. Emiatt ha a gyűrűben hiba történik, a hibás szakasz egyetlen fogyasztó áramellátásának megzavarása nélkül kijavítható.

előerősítő

Rádiónak, lemezjátszónak stb. az az erősítője, amely az erősítés első fokozatát végzi. Általában a jelforrás (azaz az antenna vagy a pick-up) közelében található, s a jelet kábelen adja tovább a főerősítőnek. Az előerősítő az egész rendszer jel–zaj viszonyát javítja.

előtét-ellenállás (szorzó)

Rögzített értékű ellenállás, amelyet arra használnak, hogy egy feszültségmérő, általában egy forgótekercses műszer mérési tartományát megváltoztassák. Sok voltmérőt egy sor előtét-ellenállással látnak el, amelyek közül kiválasztható a mérendő feszültségnek megfelelő. Ha az eredeti műszernek amper áramerősségre van szüksége a teljes mutató-kitéréshez és a forgótekercs ellenállása , akkor a kivezetések közötti feszültség méréséhez, teljes mutató-kitérés esetén szükséges előtét-ellenállás értéke .

első visszaverődési távolság

Egy rádióadótól mért minimális távolság, ahol már lehetséges az adó jeleit az ionoszféráról visszavert hullámként fogni (lásd rádióadás). Ha a rádiójel az ionoszférára kis beesési szöggel érkezik, akkor a jel áthalad rajta és nem verődik vissza. Ezért adott frekvenciára létezik minimális beesési szög, amely mellett a rádióhullám visszatükröződik. Ez az adó körül egy tartományra vezet, ahol nem lehet visszavert rádióhullámokat fogni. A kisugárzott jelek frekvenciájának növekedtével a visszaverődéshez szükséges minimális beesési szög is növekszik. Körülbelül 4 megahertz fölött az adó körül többszáz kilométeres tartomány is lehet, amely az első visszaverődésen belülre esik, továbbá amelyben a felületi hullámok túlságosan legyengülnek már ahhoz, hogy jól lehessen fogni azokat. Ebben a tartományban nem lehetséges a vétel.

eltérés

1. (elhajlási szög) Az a szög amelyet egy felületre vagy egy átlátszó testre beeső és az azt elhagyó fénysugár bezár egymással. 2. Egy mennyiség mért értékei, és annak - általában a mért értékek átlagával becsült - valóságos értéke közötti különbség. A közepes eltérés a minta egyes elemei eltéréseinek átlaga. Lásd standard eltérés.

eltolódás

1. A jele ; megadott távolság valamilyen megadott irányban; a skaláris távolságnak megfelelő vektor. 2. Lásd elektromos eltolódási vektor.

e-mail

Lásd elektronikus levél.

emanáció

A radon gáz korábbi neve. Három izotópja van: az Rn-222 (rádium emanáció), az Rn-220 (tórium emanáció) és az Rn-219 (aktínium emanáció).

e.m.e.

Lásd elektromotoros erő.

emissziós színkép

Lásd színkép.

emittercsatolt logika (ECL)

Integrált logikai áramkörökből álló egység. Bemeneti része egy áramot kapcsoló tranzisztorpárból áll, ami egy nagyon jó differenciálerősítő. A kimeneti rész egy emitterkövető. Az emittercsatolt körök nagyon gyors logikai áramkörök.

emitterkövető

Erősítő-áramkör, amelyben egy közös kollektorú kapcsolású bipoláris rétegtranzisztor (lásd tranzisztor) van. A kimeneti jelet az emitterről veszik le.

emulzió

Olyan kolloid, amelyben egy folyadék apró részecskéi vannak eloszlatva egy másik folyadékban. Az emulziók rendszerint valamilyen olajban eloszlatott vízzel vagy vízben eloszlatott olajjal függnek össze, és emulgeátorral vannak stabilizálva.

Az általánosan használt emulgeátorok, például a tisztítószerek olyan anyagok, amelyeknek a molekuláiban liofób és liofil részek is vannak.

enantiomerek

Lásd optikai aktivitás.

enantiomorfizmus

Lásd optikai aktivitás.

endoerg

Energiaelnyelő magfizikai folyamat.

endoterm

Olyan kémiai reakciók jelzője, melyek környezetükből energiát vesznek fel. V.ö. exoterm.

energiasáv

Az az energiatartomány, amellyel a fémbeli elektronok rendelkezhetnek. Különálló atomokban az elektronok diszkrét energiaszintekkel rendelkeznek. Kristályban, amely rácsba rendezve nagyszámú atomot tartalmaz, az elektronra több szomszédos atommag is hatással van, s a határozott energiaszintekből engedélyezett energiasávok alakulnak ki (lásd az ábrát); a fémek energiaszintjeinek ez a felfogása sávelméletként is ismeretes. Minden sáv kvantumállapotok sokaságát reprezentálja. A sávok között tiltott sávok vannak. Az atom legkülső (a kémiai kötések kialakulásáért felelős) elektronjai alkotják a szilárd test valenciasávját. A teljesen betöltött sávok közül a valenciasávnak a legnagyobb az energiája.

A szilárd testek sávszerkeze ad számot az anyag elektromos tulajdonságairól. Azért, hogy az elektronok a szilárd testben mozoghassanak, folyton meg kell változtatniuk kvantumállapotukat. Ez csak akkor lehetséges, ha vannak a betöltöttel azonos energiájú betöltetlen kvantumállapotok. Általában, ha a valenciasáv telített, ugyanazon a sávon az elektronok nem léphetnek át másik kvantumállapotba. A vezetéshez arra van szükség, hogy legyenek elektronok egy betöltetlen sávon – a vezetési sávon. A fémek jó vezetők, vagy azért, mert a vezetési sáv nincs betöltve, vagy azért, mert a vezetési sáv és a valenciasáv átfedi egymást; mindkét esetben vannak elfoglalható üres állapotok. A szigetelőkben a vezetési sávot és a valenciasávot egy széles tiltott sáv választja el egymástól, és az elektronok nem rendelkeznek az „ugráshoz” szükséges energiával.

A természetüktől félvezető anyagokban a tiltott sáv keskeny, és a valencisáv felső részét betöltő elektronok már szobahőmérsékleten is képesek hőmozgás révén feljutni a vezetési sávba (abszolút nulla fokon a félvezetők szigetelőként viselkednek). Az adalékolt félvezetőknél a tiltott sávon belül extra sávok vannak.

energiaszint

Egy meghatározott energiaérték, amellyel egy, a kvantummechanikával leírható rendszer, például molekula, atom, elektron, atommag rendelkezhet. Egy atom energiaszintjai például azok az energiaértékek, amelyeket a mag körüli pályákon mozgó elektronok felvehetnek. Az atomot csak olyan energiakvantummal lehet gerjeszteni (lásd gerjesztés), amely valamelyik elektronját egy másik megengedett energiaszintre emeli. Egy konkrét rendszer lehetséges legalacsonyabb energiájú állapota, az alapállapot és az első gerjesztett állapot között nincsenek megengedett energiaszintek. A kvantumelmélet szerint csak bizonyos energiaszintek lehetségesek. Az atom anélkül jut el egyik energiaszintről a másik energiaszintre, hogy a köztes értékeket felvenné. Ezeket az energiaszinteket általában az atom egyes elektronjaihoz rendelt energiaszintekkel írjuk le, s ezek mindig alacsonyabbak egy szabad elektron tetszőleges energiaszintjénél. A molekulák energiaszintjei kvantált rezgő- és forgómozgást is magukba foglalnak.

entalpia

jele . A rendszer képlettel definiált termodinamikai potenciálja, ahol az entalpia, a rendszer belső energiája, a nyomása, pedig a térfogata. A légkörben végbemenő kémiai reakciókban a nyomás állandó, s a reakció entalpiája, így a kezdeti és a végtermékekre számolt -vel lesz egyenlő. Exoterm reakciókban az entalpiát negatívnak vesszük.

entrópia

jele . A rendszer energiájának az a része, amely nem alakítható munkává; zárt rendszerben az entrópia növekedését a munkavégzésre rendelkezésre álló energia csökkenése kíséri. Ha a rendszert állandó hőmérsékleten reverzibilis változásnak vetjük alá, akkor az entrópia ( ) megváltozása a rendszerbe bevitt energiának és a termodinamikai hőmérsékletnek a hányadosa, azaz . Azonban minden valóságos folyamat bizonyos mértékig irreverzibilis, és egy zárt rendszer irreverzibilis változása minden esetben az entrópia növekedésével jár együtt.

Tágabb értelemben az entrópiát a rendezetlenség mértékének tekinthetjük; minél nagyobb az entrópia, annál nagyobb a rendezetlenség. Egy zárt rendszer bármely valóságos változása az entrópia, s így a rendezetlenség növekedésének irányába hat. Ebből következik, hogy az univerzum entrópiája (amennyiben zárt rendszernek tekintjük) nő, s a kinyerhető energia csökken (lásd az univerzum hőhalála). A világegyetem entrópiájának növekedése a termodinamika II. főtételének egyik megfogalmazása.

Eötvös Loránd

(1848–1919) Budán született, amikor édesapja, az író Eötvös József az első felelős magyar kormány tagja volt. Jogi tanulmányokat kezdett, majd a természettudományokhoz pártolt át. Német egyetemeken Bunsen, Helmholtz és Kirchhoff tanítványa volt.  1870-ben Heidelbergben doktorált. Harminc éves, amikor Jedlik Ányos utóda lesz a budapesti egyetem fizikai intézetének élén. Kvantitatív leírását adta a felületi feszültség és a hőmérséklet kapcsolatának. Gravitációs vizsgálatai tették világhírűvé. A Földön kelet-nyugati irányban mozgó test súlyváltozását Eötvös-effektusnak nevezik. 1888-ban megalkotta az un. Eötvös-féle torziós ingát. Ennek érzékenysége az addig ismert torziós ingákét messze felülmúlta, segítségével a földfelszín alatti szerkezeti és tömegviszonyokra is lehetett következtetni. Legnagyobb jelentőségű megállapítása a gravitáló és tehetetlen tömeg azonossága (az Eötvös-Fekete-Pekár kísérlet, 1906–1908) Einstein Eötvös eredményére hivatkozott az általános relativitáselméletet megalapozó kísérleti tények sorában. 25 évesen a Magyar Tudományos Akadémia tagja, majd 1889 - 1905 között ennek elnöke lett. 1894–95-ben vallás- és közoktatásügyi miniszter, ilyen minőségében édesapja emlékére létrehozta az Eötvös Collegium-ot. Megalakította a Mathematikai és Physikai Társulatot”eotvos-lorand-fizikai-tarsulat-elft, amelynek haláláig elnöke volt. Ennek jogutódai az Eötvös Loránd Fizikai Társulat és a Bolyai János Matematikai Társulat.

Eötvös Loránd Fizikai Társulat (ELFT)

Mathematikai és Physikai Társulat néven alapította 1891-ben Eötvös Loránd, aki haláláig első elnöke volt. Az alapító tagok között voltak fizikusok, fizikatanárok (pl. Kacsoh Pongrác, Tangl Károly), csillagászok, matematikusok, matematika tanárok, kémikusok, kémia tanárok (pl. Than Károly), orvosok, biológusok, mérnökök, mérnök tanárok (pl. Bláthy Ottó Titusz), vállalkozók, gyárosok, építészek (pl. Steindl Imre, Hauszmann Alajos). A Társulat fő feladatai: a fizikai kutatás, az oktatás és a tehetséggondozás társadalmi képvislete. Az Eötvös által alapított Társulat jogutódaiként alakult meg a Bolyai János Matematikai Társulat és 1949 februárjában az Eötvös Loránd Fizikai Társulat. A Társulat a Műszaki és Természettudományi Egyesületek Szövetségének (MTESZ) tagszervezete.

A Társulat - ezernél több fizikus és fizikatanár taggal - tudományos konferenciákat és más szakmai találkozókat szervez, folyóiratokat jelentet meg, tanulmányi versenyeket szervez (pl. az Eötvös-, az Öveges- és a Mikola-verseny). Évenként rendez általános és középiskolai fizikatanári (továbbképző) ankétokat. A Társulat munkáját 21 területi (megyei, városi) csoportra továbbá 14 tematikus szakcsoportra építi. 1951-ben Pécsett kezdődtek a jelenleg háromévenként tartott vándorgyűlések, fizikus napok. A Társulat tudományos díjait a magyar fizikatörténet kimagasló alkotóiról nevezték el: Bozóky László, Bródy Imre, Budó Ágoston, Detre László, Gombás Pál, Gyulai Zoltán, Jánossy Lajos, Novobátzky Károly, Schmid Rezső, Selényi Pál, Szalay Sándor, Szigeti György. A fizika kiemelkedő közoktatásában, illetve felsőoktatásában végzett munkát elismerő díjai a Mikola Sándor díj, illetve a Marx György díj.

Honlap: http://www.kfki.hu/elft/

Eötvös Lorán Tudományegyetem (ELTE) Természettudományi Kar (TTK) Fizikai Intézet

Az intézet tanszékei: Anyagfizikai Tanszék, Atomfizikai Tanszék, Biológiai Fizika Tanszék, Elméleti Fizikai Tanszék, Komplex rendszerek Fizikája Tanszék.

Néhány jeles név a mai tanszékek elődeinél: Jedlik Ányos, Eötvös Loránd, Tangl Károly (1869–1940), Jánossy Lajos (1912–1978), Novobátzky Károly (1884–1967), Fényes Imre (1917–1977).

Oktatási területek: fizika (BSc), továbbá fizikus, mérnök-fizikus, fizikus-informatikus, fizika tanár ötéves egyetemi szintű diploma (szakgazda); alapozó fizika oktatása a természettudományi kar hallgatóinak; informatikai laboratóriumi oktatás az Informatikai Kar hallgatóinak.

Kutatási területek: fizikai anyagtudomány, biológiai fizika, statisztikus fizika, asztrofizika, magfizika, molekulafizika, részecskefizika, a fizika tanításának módszertana.

Honlap: http://www.ftcs.elte.hu

ELTE Fizika Doktori Iskola

Az ELTE tudományos fokozatot nyújtó doktori képzése 3 program keretében folyik (Csillagászati-Magfizikai-Részecskefizikai program, Biológiai fizikai-Statisztikus fizikai program, Anyagtudományi-Szilárdtestfizikai program). Az iskola szoros együttműködésben dolgozik az MTA intézethálózata fizikai intézeteinek vezető kutatóival.

Csillagászati Tanszék

Kéri Borgia Ferenc matematikaprofesszor és Hell Miksa munkájának eredményeként 1755-ben alapították az egyetem elődjében (Nagyszombat) az első Csillagászati Obszervatóriumot. Csillagvizsgáló és Csillagászati Tanszék formálisan 1770-től működött. Az 1920-as évektől 1956-ig a csillagászati fotometria volt alapvető kutatási terület. 1934-től indult égi mechanikai kutatás ma is a tanszék egyik fő kutatási területének számít. 1965-ben kezdődött meg a csillagász szakos hallgatók képzése. 1978-ban a Tanszékhez került a szombathelyi Gothard Obszervatórium. 2000-ben beindult a teljes, ötéves csillagászképzés.

Honlap: http://www.astro.elte.hu

Gothard Obszervatórium

Gothard Jenő (1857–1909) csillagászati obszervatóriumot rendezett be a Szombathely melletti Herényben lévő birtokán (1881) A csillagvizsgálóhoz tartoztak meteorológiai és földmágnességi észleléseket szolgáló létesítmények is. Szabad szemmel nem látható üstökösről a világon elsőként itt készítettek fényképfelvételt (1886). 1978-ban az ELTE Csillagászati Tanszékéhez csatolták a ma Gothard Obszervatóriumnak nevezett létesítményt, 1992-től a tanszék keretein kívül, kari intézményként működik.

Geofizikai Tanszék

A tanszék feladata a környezetfizika szakterületen belül a geofizikus kutatószak oktatási feladatainak ellátása, továbbá – más szakokon – a geofizika tárgyköreinek oktatása. Az egyetemi tanszék mellett működik az MTA Geofizikai és Környezetfizikai Kutatócsoportja és az Űrkutatási Csoport. A kutatási feladatok közé tartozik a Föld és a Föld körüli térség fizikája, az alkalmazott geofizika, nyersanyagkutatás és környezetfizika, továbbá az űrkutatás területei.

Honlap: http://pangea.elte.hu/

Meteorológiai Tanszék

A budapesti Tudományegyetemen a meteorológia tárgykörében 1945-ben létesült először tanszék Légkörtani és Éghajlattani Tanszék néven, 1953-tól a tanszék új neve Meteorológia Tanszék. A mai oktatási formában 1980–1981-től létezik egyszakos meteorológiai diplomás képzés. Napjainkban a képzés tekintettel van a rokontudományok határterületein tevékenykedő szakemberek igényeire is (vízügy, mezőgazdaság, környezetvédelem, stb.).

A tanszék néhány kutatási témája: A városi hősziget probléma új módszertani közelítései; Magyarország vegetációjának vizsgálata műholdas mérések alapján; A Kárpát-medence éghajlatának múltbeli és jövőbeli tendenciái; Szélenergia hasznosítás potenciális lehetőségeinek feltérképezése; Az ózon és a szén-dioxid áram mérése és modellezése kontinentális éghajlatú területen; Lokális és regionális skálájú légköri szennyezőanyag terjedés modellezése.

Honlap: http://nimbus.elte.hu

epicentrum

A Föld felszínének azon pontja, amely közvetlenül egy földrengés középpontja felett, vagy közvetlenül egy nukleáris robbantás felett vagy alatt helyezkedik el.

epiciklus

Egy kis kör, amely egy nagyobb rögzített kör kerületén gurul végig. Az epiciklus egy pontja által leírt görbe az (epi)ciklois.

epidiaszkóp

Előadók által használt optikai berendezés, amely kinagyítva vetít ki egy átlátszó képet (mint például egy diát vagy fóliát) vagy egy nem átlátszó tárgy képét (mint például egy nyomtatott ábrát vagy szöveget).

epitaxiális növekedés

Valamilyen anyag réteges ránövesztése egy másik anyag egykristályára. A rétegnek és az egykristálynak azonos a kristályszerkezete. Félvezető eszközök előállításában használják.

epitermikus neutron

Olyan neutron, melynek energiája nagyobb a termikus neutronok (lásd moderátor) energiájánál, de kisebb mint a gyors neutronoké, vagyis energiája a 0.1 eV és a 100 eV közötti tartományba esik.

EPR-kísérlet (Einstein–Podolsky–Rosen-kísérlet)

Einstein által javasolt gondolatkísérlet a kvantummechanika koppenhágai értelmezésének cáfolatára. Leegyszerűsített formában: tekintesünk egy nulla spinű részecskét, amely két, nem nulla spinű részecskévé alakul át. A két részecske eltávolodik egymástól és tudjuk, hogy a spinjüknek egymással ellentétesnek kell lennie, mert a spin megmaradó mennyiség. Egy bizonyos pontban megmérjük az egyik részecske spinjének irányát, s ebből rögtön a másik részecske spinjének irányát is tudjuk, mert az az elsőével épp ellentétes. Bohr szerint azonban a spin értéke nem vesz fel pontosasn meghatározott értéket a mérés kezdetéig, amikor is a hullámfüggvény egyetlen határozott spinértékhez tartozó komponensre redukálódik. Honnan „tudhatja” a második részecske az elsőn végzett mérés eredményét? Einstein szerint ebből az következik, hogy a részecskék spinje már megszületésükkor adott, s az azokat pontosan meghatározó mennyiségeket a kvantummechanika rejtett változóként tartalmazza. 1961-ben John Bell kitalálta a kísérleti ellenőrzés egy módját, s a kísérletet végül el is végezték (lásd Aspect-kísérlet). Ez a koppenhágai értelmezést támasztotta alá, a részecskék egyetlen összefonódott állapotnak két részét képviselik még akkor is, ha egymástól térbelileg távol helyezkednek el.

EPROM (törölhető és programozható, csak olvasható tár)

A ROM egy speciális változata, amely nagy intenzitású ultraibolya fénnyel törölhető és alkalmas feszültségimpulzusokkal újraprogramozható.

eredő

Egy vektormennyiség, melynek hatása megegyezik két vagy több ugyanolyan fajtájú más vektormennyiség együttes hatásával.

ergod-hipotézis

A statisztikus mechanika fázistérre vonatkozó hipotézise. Ha az atomból vagy molekulából álló rendszer egy rögzített térfogatot tölt ki, akkor a rendszer állapotát egy dimenziós fázistér egy pontjával lehet leírni, amelyben a koordinátákat, az impulzusokat reprezentálja. Ha az energiát állandónak tekintjük, a fázistér egy reprezentatív pontja az felületen egy görbét ír le, ahol egy állandó. Az ergod-hipotézis azt mondja ki, hogy ez a görbe végül is a felület minden pontján áthalad. A kváziergod-hipotézis pedig azt állítja, hogy a fázistér reprezentatív pontjának pályája a felület minden pontjához közel kerül. Konkrét rendszerre általában nagyon nehéz bizonyítani az ergod- vagy a kváziergod-hipotézist. Lásd még ergodicitás; KAM-tétel.

ergodicitás

Az ergod-hipotézisnek engeldelmeskedő rendszerek tulajdonsága. A rendszerek ergodicitását a statisztikus mechanika megalapozásánál behatóan vizsgálták, ennek ellenére ma számos fizikus úgy vélekedik, hogy az ergodicitás irreleváns tulajdonság. Az ergodicitás a dinamikában is előtérbe kerül, mivel még az egyszerű dinamikai rendszerek viselkedése is meglehetősen bonyolult lehet (lásd attraktor). Az olyan rendszereket – például a spinüveg –, amelyekről úgy gondoljuk, hogy nem érvényes rájuk az ergodicitás, a sérült ergodicitás fogalmával írjuk le. A rendszer ergodicitását matematikai szigorúsággla nagyon nehéz bizonyítani. Lásd még KAM-tétel.

ergonomika

A mérnöki vonatkozások tanulmányozása a dolgozók és a munkakörnyezetük kapcsolatában.

érintő

Egyenes, amely egy görbét, vagy egy sík, amely egy felületet érint. Egy görbe érintőjének a meredeksége, az egyenes iránytangense. Lásd trigonometrikus függvények.

Ernst Jenő

(1895–1981) Baján született. Pécsett végezte orvosi egyetemi tanulmányait, 1923-ban szerzett oklevelet, majd magántanári képesítést nyert biofizikából. A 30-as években az izomműködések és a folyadéktranszport kutatásában ért el eredményeket. 1939-től Szegeden Szent-Györgyi Alberttel közösen dolgozták ki az izom biokémiai kutatásának programját. A háború után részt vett a tudományos élet újjászervezésében. Közel három évtizeden át vezette a Pécsi Orvostudományi Egyetem Biofizikai Intézetét (1945–1972). Az izomműködés biofizikájának vizsgálata során az élő anyagokban tapasztalható fizikai jelenségeket elemezte. Munkásságát, kétszer ismerték el Kossuth-díjjal (1948 és 1956). A Magyar Biofizikai Társaság elnöke, később díszelnöke volt. Pécsett hunyt el.

erő

Jele . A testek mozgásállapotának megváltoztatására irányuló hatás, amely mozgásmennyiség megváltozásával arányos. Az tömegű, sebességű test mozgásmennyisége . Ezért bármely következetes egységrendszerben . Ha a tömeg állandó, akkor , ahol a gyorsulás (lásd Newton mozgástörvényei). A mozgás SI-egysége a newton. A testek között ható erők mindig párosával, egymással azonos nagyságú, de ellentétes irányú erőkként lépnek fel, ezért gyakran érdemes úgy venni, hogy az egyik test erőtérben mozog.

erőátviteli arány

Egy gép által létrehozott erő (terhelés), és a befektetett erő (erőkifejtés) hányadosa.

erősítő

Berendezés, ami egy elektromos jel erősségét növeli, miközben a jeltől független energiaforrástól von el energiát. Az elektronikus erősítőkben eredetileg használt eszköz a trióda, amelyben a katód-anód áram a vezérlőrácsra kapcsolt kisfeszültségű jelnek megfelelelően változik. Az újabb tranzisztor esetében az emitter-kollektor áramot ugyanilyen módon a tranzisztor bázisrétegére adott jel vezérli. A legmodernebb berendezések esetében az egész erősítő áramkört egyetlen integrált áramkörként állítják elő. Egy erősítő (vagy egy erősítő egy fokozata) esetében a kimenő amplitúdó (például feszültség vagy áram) és a megfelelő bemenő amplitúdó hányadosát az erősítő erősítési tényezőjének hívják.

erős kölcsönhatás

Lásd fundamentális kölcsönhatások.

erőtér (mező)

Az a tartomány, amelyben valamely test más test vagy testek jelenlétének következtében erőhatást fejt ki. Az erőtér a testek közötti erőhatások ábrázolásának módja. Például két olyan test környezete, amelyeknek tömegük van és ezért vonzzák egymást, erőteret alkot. Ez az erőtér a gravitációs erőtér (lásd Newton gravitációs törvénye). A másik három fundamentális kölcsönhatást is ábrázolhatjuk az erőtérfogalom révén. Sőt a mágneses tér és az elektromos erőtér esetében, amelyek együtt az elektromágneses kölcsönhatást adják, az erő iránya az erőtér jellegétől függően változik. Például egy negatív töltésű test környezetében egy pozitív töltésű testre vonzóerő hat, viszont egy másik negatív töltésű testre taszítóerő. A tér erősségét egy alkalmas mintadarabra ható erővel írjuk le, azaz a gravitációs erőtér esetében például az erő/tömeg hányadossal. (Lásd még kvantumtérelmélet.)

erővonalak

Képzeletbeli vonalak egy erőtér jelenlétében, ezek a vonalak lehetővé teszik az erőtér (mező) irányának és erősségének ábrázolását. Elsősorban elektromos és mágneses terek esetén használatosak. Elektromos terek esetén, angol nyelvterületen néha nevezik ezeket erőcsöveknek is azért, hogy kifejezzék merőlegességüket bármely vezető-felületre. Tetszőleges pontban az erővonalak érintője megadja az adott pontban a tér irányát, míg az erővonalakra merőlegesen álló egységnyi felületre eső erővonalak száma a tér intenzitását mutatja.

értékes számjegy

Egy szám azon számjegyeinek száma, mellyel a szám pontosságát jellemezzük. Például a 6.532 olyan szám, mely négy értékes jegy pontosságú. A csak két értékes jegy pontosságú. Hasonlóan, 0.0732 szintén csak három értékes jegy pontosságú. Ezekben az esetekben a zérus számjegyek ugyanis csak a szám nagyságrendjét jelzik, míg a 7.065 szám négy értékes jegy pontosságú, hiszen ebben az esetben a zérus számjegy nem a szám elején vagy végén van, hanem a szám belsejében és így a szám értékében értékes jegynek számít.

Esaki-dióda

Lásd alagútdióda.

ÉS áramkör

Lásd logikai áramkörök.

eseményhorizont

Lásd fekete lyuk, csillag halála.

evoluta

Egy síkgörbe összes pontjához tartozó görbületi középpontok mértani helye. (Az eredeti síkgörbét az evoluta evolvensének vagy involutájának nevezik.)

excimer

Lásd exciplex.

exciplex

Két különböző atomnak csak gerjesztett állapotban létező együttese. Azt követően, hogy az exciplex elektromágneses fotont emittált, közvetlenül atomokra disszociál ahelyett, hogy visszatérne az alapállapotba. Két azonos atom hasonló átmeneti kapcsolódását excimernek hívják. Exciplexre példa a XeCl (a csillag a gerjesztett állapotra utal), ami a xenon és a klór elektromos kisülésével jön létre. Ezt az exciplex lézerben használják, ahol a populációinverziót elektromos kisüléssel valósítják meg.

exciton

Elektron és lyuk alkotta pár a kristályban, amelynek alkotórészei ahhoz hasonlóan kötődnek egymáshoz, mint a hidrogénatom magja és elektronja. Úgy viselkedik, mint egy atomi gerjesztés, amely egyik atomról épp a másik atomra tevődik át, és hosszú élettartamú is lehet. Az exciton-viselkedés fontos a félvezetőknél.

exoterm

Olyan kémiai reakciók jelzője, amelyek során a reagensek környezete hőt vesz fel. V. ö. endoterm.

exponenciális

Olyan függvény, amely valamely mennyiség hatványaként változik. Ha , akkor exponenciálisan változik függvényében. Az függvényt - melyet az alakban is írnak - exponenciális függvénynek nevezik (lásd e). Ez megegyezik az úgynevezett exponenciális sor összegével:

Magyarban az függvényt is exponenciális függvénynek, vagy pontosítva alapú exponenciális függvénynek nevezik.

exponenciális növekedés

Egy populáció növekedésének alakja, mikor a növekedés üteme egyenesen arányos az individuumok pillanatnyi számával. A növekedés lassú, ha ez a szám kicsi, de igen erősen növekszik a szám növelésével. Ha a populáció számát felrajzoljuk az idő függvényében, egy karakterisztikus J-alakú görbét kapunk (lásd az ábrát). Állati és növényi populációban a túlnépesedés, a tápanyaghiány, a betegség és egyéb hasonló tényezők egy bizonyos ponton túl korlátozzák a populáció növekedését, a J-alakú exponenciális görbe ellaposodik, és S-alakú (szigmoid) görbét kapunk.

exponens

Az a szám, szimbólum illetve kifejezés, amely egy másik szám, szimbólum illetve kifejezés hatványfüggvényének kitevője. Például azt jelenti, hogy -t az -edik hatványra kell emelni. Itt a kifejezés exponense. Tetszőleges szám illetve kifejezés azon hatványának értéke, melynek kitevője zérus, 1-gyel egyenlő, például .

extenzív állapothatározó

Makroszkopikus rendszerre jellemző mennyiség, melynek nagysága a rendszer méreteivel arányos. Extenzív állapothatározó a térfogat, a tömeg és az összenergia. Extenzív állapothatározót tetszőleges extenzív állapothatározóval (például a térfogattal) osztva intenzív állapothatározót kapunk. A makroszkópikus rendszert egyetlen extenzív állapothatározóval és elegendő számú intenzív állapothatározóval írhatjuk le.

extraordinárius sugár

Lásd kettőstörés.

extrapoláció

Egy függvénynek vagy mérési eredménynek a már ismert értékeken túl felvett értékei meghatározására szolgáló közelítő eljárás. Ha egy függvénynek az intervallumba eső helyen felvett értékei ismertek, akkor értéke az intervallumon kívül eső pontban extrapolációval határozható meg. Az extrapolációs eljárás általában nem annyira jó, mint azok az eljárások, amelyek interpoláción alapulnak.

extrém nagy frekvencia (EHF)

A mikrohullámú frekvenciatartomány 30000 megahertz és 300 gigahertz közé eső része.