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电子

电子(Electron)是一种带有负电的亚原子粒子,通常标记为 e- 。电子属于轻子类,是第一代中文维基百科未有第一代页面,可参考英语维基百科的对应页面generation (particle physics)。轻子家族的成员,以引力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。 轻子是构成物质的基本粒子之一,即其无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子 。电子与正子会因碰撞而互相湮灭,在这过程中,创生一对以上的伽玛射线光子。

电子(Electron)是一种带有负电的亚原子粒子,通常标记为e- 。电子属于轻子类,以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,即其无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根据泡利不相容原理,任何两个电子都不能处于同样的状态。电子的反粒子是正电子,其质量、自旋、带电量大小都与电子相同,但是电量正负性与电子相反。电子与正电子会因碰撞而互相湮灭,在这过程中,创生一对以上的光子。

由电子与中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所组成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1842倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称这原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。静电在日常生活中有很多用途,例如,静电油漆系统能够将瓷漆(英语:enamel paint)或聚氨酯漆,均匀地喷洒于物品表面。

电子与质子之间的吸引性库仑力,使得电子被束缚于原子,称此电子为束缚电子。两个以上的原子,会交换或分享它们的束缚电子,这是化学键的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,则改称此电子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在许多物理现象里,像电传导、磁性或热传导,电子都扮演了机要的角色。移动的电子会产生磁场,也会被外磁场偏转。呈加速度运动的电子会发射电磁辐射。

根据大爆炸理论,宇宙现在所存在的电子,大部份都是创生于大爆炸事件。但是,有一小部份是因为放射性物质的β衰变或高能量碰撞而创生的。例如,当宇宙线进入大气层时遇到的碰撞。在另一方面,许多电子会因为与正电子相碰撞而互相湮灭,或者,会在恒星内部制造新原子核的恒星核合成过程中被吸收。

在实验室里,精密的尖端仪器,像四极离子阱(英语:quadrupole ion trap),可以长时间约束电子,以供观察和测量。大型托卡马克设施,像国际热核聚变实验反应堆,借着约束电子和离子等离子体,来实现受控核聚变。无线电望远镜可以用来探测外太空的电子等离子体。

电子的应用领域很多,像电子束焊接、阴极射线管、电子显微镜、放射线治疗、激光和粒子加速器等等。

 
 

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