電子基本概念與分類

    電子(Electron)是一種帶有負(fù)電的亞原子粒子,通常標(biāo)記為e- 。電子屬于輕子類,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。輕子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一,即其無法被分解為更小的粒子。電子帶有1/2自旋,是一種費米子。因此,根據(jù)泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處于同樣的狀態(tài)。電子的反粒子是正電子,其質(zhì)量、自旋、帶電量大小都與電子相同,但是電量正負(fù)性與電子相反。電子與正電子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,創(chuàng)生一對以上的光子。

    電子與中子,質(zhì)子組成原子
 
    由電子與中子、質(zhì)子所組成的原子,是物質(zhì)的基本單位。相對于中子和質(zhì)子所組成的原子核,電子的質(zhì)量顯得極小。質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的1842倍。當(dāng)原子的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)不等時,原子會帶電,稱這原子為離子。當(dāng)原子得到額外的電子時,它帶有負(fù)電,叫陰離子,失去電子時,它帶有正電,叫陽離子。若物體帶有的電子多于或少于原子核的電量,導(dǎo)致正負(fù)電量不平衡時,稱該物體帶靜電。當(dāng)正負(fù)電量平衡時,稱物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統(tǒng)能夠?qū)⒋善幔ㄓ⒄Z:enamel paint)或聚氨酯漆,均勻地噴灑于物品表面。

    電子與質(zhì)子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛于原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學(xué)鍵的主要成因。當(dāng)電子脫離原子核的束縛,能夠自由移動時,則改稱此電子為自由電子。許多自由電子一起移動所產(chǎn)生的凈流動現(xiàn)象稱為電流。在許多物理現(xiàn)象里,像電傳導(dǎo)、磁性或熱傳導(dǎo),電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產(chǎn)生磁場,也會被外磁場偏轉(zhuǎn)。呈加速度運動的電子會發(fā)射電磁輻射。

    根據(jù)大爆炸理論,宇宙現(xiàn)在所存在的電子,大部份都是創(chuàng)生于大爆炸事件。但是,有一小部份是因為放射性物質(zhì)的β衰變或高能量碰撞而創(chuàng)生的。例如,當(dāng)宇宙線進(jìn)入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正電子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恒星內(nèi)部制造新原子核的恒星核合成過程中被吸收。

    在實驗室里,精密的尖端儀器,像四極離子阱(英語:quadrupole ion trap),可以長時間約束電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設(shè)施,像國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆,借著約束電子和離子等離子體,來實現(xiàn)受控核聚變。無線電望遠(yuǎn)鏡可以用來探測外太空的電子等離子體。

    電子的應(yīng)用領(lǐng)域很多,像電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等等。

    電子屬于亞原子粒子中的輕子類。 輕子被認(rèn)為是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一,即其無法被分解為更小的粒子。它帶有1/2自旋,即又是一種費米子(按照費米—狄拉克統(tǒng)計)。電子所帶電荷為e=1.6 × 10的-19次方庫侖,質(zhì)量為9.10 × 10-31 kg (0.51 MeV/c2)。通常被表示為e-。 電子的反粒子是正電子,它帶有與電子相同的質(zhì)量,自旋和等量的正電荷。[1]

    物質(zhì)的基本構(gòu)成單位——原子是由電子、中子和質(zhì)子三者共同組成。中子不帶電,質(zhì)子帶正電,原子對外不顯電性。相對于中子和質(zhì)子組成的原子核,電子的質(zhì)量極小。質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子的1840倍。
當(dāng)電子脫離原子核束縛在其它原子中自由移動時,其產(chǎn)生的凈流動現(xiàn)象稱為電流。

    各種原子束縛電子能力不一樣,于是就由于失去電子而變成正離子,得到電子而變成負(fù)離子。

    靜電是指當(dāng)物體帶有的電子多于或少于原子核的電量,導(dǎo)致正負(fù)電量不平衡的情況。當(dāng)電子過剩 時,稱為物體帶負(fù)電;而電子不足時,稱為物體帶正電。當(dāng)正負(fù)電量平衡時,則稱物體是電中性的。 靜電在我們?nèi)粘I钪杏泻芏鄳?yīng)用方法,其中例子有激光打印機。

    電子是在1897年由劍橋大學(xué)的卡文迪許實驗室的約瑟夫·湯姆生(一般簡稱湯姆生)在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)的。

    一種對在原子核附近以不同概率分布的密云的基本假設(shè)。作用范圍現(xiàn)階段只能在核外考慮(所有假設(shè)粒子現(xiàn)在都只能在核外摸索摸索)它被歸于叫做輕子的低質(zhì)量物質(zhì)粒子族,被設(shè)成具有負(fù)值的單位電荷。


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