Jari-jari elektron klasik

Konstanta fisika yang memberikan skala panjang untuk interaksi antaratomTemplat:SHORTDESC:Konstanta fisika yang memberikan skala panjang untuk interaksi antaratom

Jari-jari elektron klasik adalah sebuah kombinasi dari kuantitas-kuantitas fisik fundamental yang mendefinisikan suatu skala panjang untuk masalah-masalah yang melibatkan interaksi elektron dengan radiasi elektromagnetik. Konstanta tersebut mengubungkan energi interaksi diri sendiri klasik dari distribusti muatan homogen dengan massa–energi relativistik elektron. Menurut pemahaman modern, elektron merupakan sebuah partikel titik dengan muatan titik dan tidak punya ruang spasial. Usaha untuk memodelkan elektron sebagai partikel non-titik telah disebut sebagai salah paham dan tidak mendidik.^[1] Meskipun begitu, tetap berguna apabila didefinisikan suatu panjang yang mengkarakterkan interaksi elektron dalam permasalahan berskala atom. Jari-jari elektron klasik diberikan dengan (dalam satuan SI)

r e = 1 4 π ε 0 e 2 m e c 2 = 2.8179403227 ( 19 ) × 10 − 15 m , {\displaystyle r_{\text{e}}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {e^{2}}{m_{\text{e}}c^{2}}}=2.8179403227(19)\times 10^{-15}{\text{ m}},} $r_{\text{e}}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {e^{2}}{m_{\text{e}}c^{2}}}=2.8179403227(19)\times 10^{-15}{\text{ m}},$

di mana e {\displaystyle e} $e$ adalah muatan elementer, m e {\displaystyle m_{\text{e}}} $m_{\text{e}}$ adalah massa elektron, c {\displaystyle c} $c$ adalah laju cahaya, dan ε 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} $\varepsilon _{0}$ adalah permitivitas ruang hampa.^[2] Nilai numerik ini beberapa kali lebih besar daripada jari-jari proton.

Jari-jari elektron klasik terkadang juga dikenal sebagai jari-jari Lorentz atau panjang hamburan Thomson. Konstanta tersebut merupakan satu dari tiga skala panjang yang berkaitan, yang lainnya adalah jari-jari Bohr a 0 {\displaystyle a_{0}} $a_{0}$ dan panjang gelombang Compton elektron λ e {\displaystyle \lambda _{\text{e}}} $\lambda _{\text{e}}$ . Jari-jari elektron klasik dibangun dari massa elektron m e {\displaystyle m_{\text{e}}} $m_{\text{e}}$ , laju cahaya c {\displaystyle c} $c$ dan muatan elektron e {\displaystyle e} $e$ . Jari-jari Bohr dibangun dari m e {\displaystyle m_{\text{e}}} $m_{\text{e}}$ , e {\displaystyle e} $e$ dan konstanta Planck h {\displaystyle h} $h$ . Panjang gelombang Compton dibangun dari m e {\displaystyle m_{\text{e}}} $m_{\text{e}}$ , h {\displaystyle h} $h$ dan c {\displaystyle c} $c$ . Skala panjang manapun di antara ketiga skala panjang tersebut bisa ditulis sebagai suku dari skala panjang lainnya dengan menggunakan konstanta struktur halus α {\displaystyle \alpha } $\alpha$ :

r e = ℏ c α m e c 2 = λ e α 2 π = a 0 α 2 . {\displaystyle r_{\text{e}}={{\hbar c\alpha } \over {m_{\text{e}}c^{2}}}={\lambda _{\text{e}}\alpha \over {2\pi }}={a_{0}\alpha ^{2}}.} $r_{\text{e}}={{\hbar c\alpha } \over {m_{\text{e}}c^{2}}}={\lambda _{\text{e}}\alpha \over {2\pi }}={a_{0}\alpha ^{2}}.$