PG电子9.109 383 56(11)×10-31 kg 5.485 799 090 70(16)×10-4 amu 0.510 998 9461(31) MeV/c电子（英语：Electron）是一种带有负电的亚原子粒子，时时象征为 e − {displaystyle e^{-},!} 。电子是第一代轻子，以重力、电磁力和弱核力与其它粒子彼此效率。轻子是组成物质的根本粒子之一，无法被剖析为更幼的粒子。电子带有1/2自旋，是一种费米子，遵循泡利不相容道理，任何两个电子都不行处于同样的量子态。电子的反粒子是正电子，其质地、自旋、带电量巨细都与电子一样，然则电量正负性与电子相反。电子与正电子会因碰撞而相互湮灭，并正在这历程中，天生一对以上的光子。由电子与中子、质子所构成的原子，是物质的根本单元。相对付中子和质子所构成的原子核，电子的质地显得极幼。质子的质地约莫是电子质地的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时，则该原子会带电；称该带电原子为离子。带正电的离子叫阳离子，其电子数幼于质子数；带负电的离子叫阴离子，其电子数大于质子数。若物体的电子数不等于质子数，导致正负电量不均衡时，则称该物体带静电。当正负电量均衡时，称物体的电性为电中性。静电正在闲居生存中有良多用处，比方，静电油漆体例可以将瓷漆（英语：enamel paint）或聚氨酯漆，平均地喷洒于物品表观。电子与质子之间的库仑力能促使电子被牵造于原子内部，于是为牵造电子。两个以上的原子，会换取或分享它们的牵造电子，这是化学键的首要成因。当电子不再被牵造于原子内部，而可以自正在搬动于原子以表的空间时，则称此电子为自正在电子。多个自正在电子联合搬动所形成的净滚动气象称为电流。正在很多物理气象里，像电传导、磁性或热传导，电子都饰演了紧要脚色。搬动的电子会形成磁场，也会被表磁场偏转。呈加快率运动的电子会形成电磁辐射。遵循大爆炸表面，宇宙现存的电子大局部都是天生于大爆炸事宜。但也有一幼局部是由于放射性物质的β衰变或高能量碰撞而天生的。比方，当宇宙线进入大气层时遭遇的碰撞。正在另一方面，很多电子会由于与正电子相碰撞而相互湮灭，或者，会正在恒星内部缔造新原子核的恒星核合成历程中被吸取。正在实行室里，像四极离子阱一类的细密尖端仪器，可能长年华牵造电子，以供伺探和丈量。大型托卡马克办法，像国际热核聚变实行反映堆，操纵磁场来束缚住高热等离子体中的电子和离子，藉以告终受控核聚变。无线电千里镜可能用来侦测表层空间的电子等离子体。电子被普遍行使于电子束焊接、阴极射线管、电子显微镜、放射线医疗、激光和粒子加快器等范畴。很早以前，古希腊人就仍然清晰，琥珀（古希腊语：ήλεκτρον具有一种诡秘的性子：被摩擦之后的琥珀可能吸引轻幼物体:7。约莫2500年前，古希腊玄学家泰勒斯声称他已经见证到琥珀的这种诡秘的性子:1:50。东汉光阴（约公元一世纪），王充所著竹帛《论衡》中相合于静电的记录：“顿牟掇芥”。顿牟便是琥珀，当琥珀经由摩擦之后，就会拥有吸引像草芥一类轻幼物体的才智。公元三世纪，晋朝张华的《博物志》第九卷中也有记录：“今人梳头著髻时，有随梳解结有光者，亦有吒声”。这句子的兴味是，当梳理头发解开荒结时，因摩擦起电而发出的闪光和劈啪声响。1600年，英国大夫威廉·吉尔伯特指出，琥珀并非唯已经由摩擦时会形成静电的物质，他又划分出电与磁分其它属性:29。他撰写了一本论说电与磁的科学著述《论磁石（英语：De Magnete）》，从而开启了今世电学与磁学:8。吉尔伯特创修了新拉丁语的术语“electrica”（源自于“ήλεκτρον”，“ēlektron”，希腊文的“琥珀”），英文翻译为“electrics”，意指似乎琥珀通常当摩擦后会吸引细微物体的物质。这拉丁术语其后衍生出电的英文术语“electricity”等:302。查尔斯·笃费（英语：Charles Du Fay）做实行于1733年涌现，假若被丝绸摩擦后的玻璃对付带电的金叶片展示出排斥的气象，则被羊毛摩擦后的琥珀会对这带电的金叶片展示出吸引的气象。他从这结果与良多其它相仿结果臆度，大天然有两种分其它“电”，他称由丝绸摩擦玻璃天生的电为玻璃电（英语：vitreous electricity），由羊毛摩擦琥珀天生的电为树脂电（英语：resinous electricity）。:484-5通过摩擦的手脚可能将这两种电折柳， 通过团结的手脚可能将这两种电中和。这双流体表面临付电气象初次给出解说。稍后，美国科学家埃柏奈泽·肯纳斯理（英语：Ebenezer Kinnersley）也独立获取一样的结论。:1181747年，美国粹者本杰明·富兰克林做电实行涌现，当摩擦玻璃时，玻璃会获取少许电，而摩擦者则会遗失少许电，正在摩擦的历程中，并不会天生任何电，只会从摩擦者转变少许电到玻璃，总共寂寞体例的总电量不会厘革。为理会释相仿这般的电气象，他念出一种单流体表面，其注明，电气象是源自于一种既看不见又无重量的流体所形成的效率，这种电流体充足于物体里，富兰克林以为，电流体是由极奇奇妙的粒子所构成，这些粒子相互之间彼此排斥，但会被其它物质激烈吸引，于是，物质能像海绵通常地吸引与蓄积电流体。同光阴，英国粹者威廉·沃森也独立给出相仿的单流体表面。:42-47十九世纪初期，约翰·道尔顿发布今世原子论。同光阴，威廉·普罗特（英语：William Prout）观点，每一种原子都是由单元粒子构成，而这单元粒子便是氢原子。然而，学者做实行获取良多不适宜普罗特假定（英语：Prout’s hypothesis）的结果，比方，氯元素的原子量被测得为35.5个氢原子量。之后，良多种描写原子内部构造的模子也持续崭露，此中少许模子是基于假念的带电粒子。:2-3正在1838年至1851年时候，英国大夫理查·莱敏（英语：Richard Laming）料到，大天然或许存正在带有单元电荷的亚原子粒子，而原子则是由焦点物质与这种以专心圆壳的样式一层一层缠绕正在边缘的带电粒子所构成。1871年，德国物理学者威廉·韦伯提倡，原子是由一个带正电的亚原子粒子与一个带负电的焦点物质所构成．质地非凡细微的亚原子粒子缠绕着质地非凡大的焦点物质不竭地震弹，两个物体的带电量一样。:4-53年后，爱尔兰物理学者乔治·斯桐尼（英语：George Stoney）从商讨电解气象获取结论，电解物质所涉及的电量是以离散的花式展示，这意味着一种根本电量出现于大天然的物理作为之中，这根本电量是氢离子所带的电量，与电解物质的品种无合。他又于1891年修议，将这根本电量定名为“electron ”（电子）。操纵法拉第电解定律，他估算出根本电量的数值，其为当今数值的1/16。:37-38:269斯桐尼以为，电子长期地附着于原子，无法被移除，它会随同原子的每一个化学键。1881年，德国物理学者赫尔曼·冯·亥姆霍兹夸大，从法拉第电解定律的结果可能总结，不管是正电或是负电，它们的电量都可被割裂至根本电量，其物理作为似乎带电根底粒子通常。:70-74正在十九世纪，多位物理学者对付阴极射线的实行与表面商讨为其后涌现电子奠定了环节根底。:951838年，麦可·法拉第做实行商讨正在玻璃管里两个电极之间的稀少气体的放电气象，他涌现，正在阳极与阴极左近都存正在着坚固的辉光区域，而正在两个辉光区域之间又有一段黯淡区域，其后定名为法拉第暗空间（英语：Faraday dark space）。:49法拉第以为，这浅易与明了的放电气象很值得做进一步商讨。然而，良久一段光阴，物理学者商讨真空高压放电气象所需的实行要求都无法被餍足。年代，海因里希·卢木考夫（英语：Heinrich Ruhmkorff）造成可供给高压电流的卢木考夫感想圈（英语：induction coil），1855年，海因里希·盖斯勒（英语：Heinrich Geissler）研发出高功用水银气泵与改革的放电管，这时，物理学者才有功用足够优秀的实行对象来商讨线年，德国物理学者尤利乌斯·普吕克观测到，当管内部气体足够稀少时，正在阴极左近的管壁会崭露绿色磷光，施加磁场可能厘革磷光的职位，于是，他阔别出这种放电与寻常放电分别，他臆度绿色磷光是出自于电流撞击于玻璃所形成的气象。:104-105普吕克的学生约翰·希托夫（英语：Johann Hittorf）于1869年涌现，假设正在阴极与磷光之间置入一块物体，则辉光会被局限正在阴极与物体之间，玻璃管壁会由于物体的遮挡而正在磷光曲面内崭露一片暗影，这意味着辉光是由只会以直线宣称的射线酿成，而且正在管壁酿成磷光。1876年，德国物理学者欧根·戈尔德斯坦涌现，辉光不是朝着全豹倾向发射，而是朝着笔直于阴极表观的倾向发射，这与坎德拉的发射体例大纷歧样，坎德拉是朝着全豹倾向发射。:56-57戈尔德斯坦称这辉光为阴极射线，他观点，阴极射线是某种宣称于以太的电磁波，由于，似乎紫表线通常，阴极射线以直线搬动，而且当撞击时会酿成磷光。:95-96克伦威尔·瓦理（英语：Cromwell Varley）正在1871年修议，阴极射线是由阴极排出的粒子所构成，因为会被磁场影响，这些粒子带有负电。1879年，威廉·克鲁克斯提倡，因撞击阴极而获取负电的气体粒子酿成了阴极射线，因为相互相互排斥，以是它们的发射倾向笔直于阴极，又因为带有负电，以是它们的轨迹可能被磁场偏转。:393-394这陈说遭到了海因里希·赫兹与戈尔德斯坦等物理学者的抵造，他们声明，阴极射线年，赫兹做实行涌现，阴极射线好似不会天生任何电场力与磁场力，也不会被电场影响。赫兹正在1892年又涌现，阴极射线可能穿过薄金属箔。振动派借此声称，既然阴极射线可能穿过薄金属箔，而寻常光彩却无法穿过，可念而知的是，粒子应当也无法穿过，以是，阴极射线应当是振动。约瑟夫·汤姆孙正在1893年驳斥，被阴极射线的粒子撞击的薄金属箔也许已被引发为阴极射线剑桥大学卡文迪许实行室的约瑟夫·汤姆孙于1897年重做赫兹的1883年实行。操纵真空度更高的真空管和更强的电场，他伺探出阴极射线的偏转，并揣测出构成阴极射线的粒子的荷质比 e / m {displaystyle e/m} 。因为这数值与阴极物质、放电管内气体无合，汤姆孙臆度阴极射线的粒子源自于正在阴极左近被强电场剖析的气体原子，这粒子为全豹物质的组分。因为这数值是电解实行获取的氢离子荷质比的千分之一倍，汤姆孙舛讹臆度，这粒子的质地很幼，电荷很大，稍后订正为，粒子的带电量等于电解单元电荷，而质地则为氢原子的千分之一。汤姆孙称这粒子为“微粒”（corpuscle），便是细微粒子的兴味。这是为了要与术语“电子”有所区别，正在那光阴，电子指的照旧是斯桐尼的根本电量，而不是一种物质。不久之后，乔治·费兹杰罗不赞帮地默示，阴极射线的粒子实践便是“自正在电子”，即没有实体的电荷，他夸大，这粒子不是原子的组分，原子是无法剖析的，物理学者不应当重蹈炼金术覆辙。其后，因为费兹杰罗、约瑟夫·拉莫尔、亨德里克·洛伦兹等人鼎力践诺，学术界采取采用术语“电子”来称号新涌现的粒子。:2731899年，汤姆孙实行团队做光电效应实行与热离子发射实行测得于先前阴极射线等同的荷质比，这意味着这些实行所涉及的粒子都是电子。:23因为汤姆孙提倡电子为构成物质的根底粒子，而且做实行切当说明他的陈说，他被公以为电子的涌现者。电子是人类涌现的第一种根底粒子。:40-431896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔正在实行实行商讨硫酸铀酰吐露正在太阳时发射辐射的气象时，他涌现该物质不必要太阳映照，就会天然发射辐射。这合于放射性物质的实行结果惹起很多科学家的意思，席卷新西兰物理学者欧内斯特·卢瑟福正在内，他于1899年涌现，遵从穿透物质的才智，起码有两种分其它放射线，卢瑟福将较为容易被吸取的放射线取名为α射线，而穿透才智较大的取名为β射线年告捷操纵电场将这两种射线折柳。年沃尔特·考夫曼涌现，贝塔射线和阴极射线的荷质比相称。这些证据使得物理学者确定贝塔射线便是阴极射线，由此更倔强确认笃信电子本为原子的一局部。:871898年，汤姆孙做实行涌现，假设映照X射线于气体，操纵所形成的负离子来将过饱和水蒸气凝聚，则可能简略丈量带电水滴的带电量，其与电解实行获取的氢离子带电量约莫相称。隔年，他操纵光电效应来实行相仿实行，照旧获取同样结果。:23然则这些实行所获取的数值是良多带电水滴的统计均匀值，它们并未能说明全豹电子的带电量相称。美国物理学家罗伯特·密立根正在1909年起完结一系列实行丈量电子的带电量。首先，他操纵水滴为丈量对象，其后，因为油滴的蒸发率较低，他改操纵油滴，:23, 61正在这些油滴实行里，他留心地丈量，带电油滴正在重力与电场的库伦力的双重影响下的悬浮运动。从获取的数据，全豹油滴的带电量皆为统一数字的整倍数，于是认定此数值为简单电子的电荷，即根本电荷，而且断定，电的根本构造是天然不成分的根本电荷，而不是多个分别数值的统计均匀值，也意味着电的量子化。这实行对付电子的存正在给出最为直接与明了的佐证。:196-197俄国物理学者亚伯兰·约费（英语：Abram Ioffe）于1911年操纵光电效应，映照紫表线于锌金属微粒子来造成带电金属微粒子，然后丈量其带电量，他也独立获取同样结果。正在分其它时期，人们对电子正在原子中的存正在体例有过各类分其它猜想。汤姆孙的梅子布丁模子是较量古早的原子模子，发布于1904年，汤姆孙观点，原子是电子传布于呈球形平均漫衍的带正电物质内部，就似乎梅子传布于布丁内部通常。因为原子的质地是电子的几千倍，汤姆孙以为，每个质地为m的原子约莫含有1000m个电子。为了便于阐明，汤姆孙将电子罗列成一系列共面的专心圆样式，专心圆的半径越大，电子罗列的数目越大。当数目超出某阈值，专心圆会变得不坚固，为了支撑原子的坚固性，会酿成一个新的更大的专心圆，逾额电子会搬动到新的专心圆，这些逾额电子决心了元素的化学性子。:18-22:152正在欧内斯特·卢瑟福的指引下，汉斯·盖革和欧内斯特·马斯登于1909年做实行映照α粒子于薄金箔纸，这便是知名的卢瑟福散射实行，其闪现出α粒子可能被大角度散射，于是彻底倾覆了汤姆孙的梅子布丁模子。两年后，卢瑟福打算出卢瑟福模子。正在这模子里，原子的核心有一个带正电、带质地的原子核，正在原子核的边缘是带负电的电子云。从卢瑟福模子，卢瑟福推导出散射公式，其预测与实行结果相适宜。然而，正在卢瑟福散射实行里，主角是原子核，而电子并不紧要，于是卢瑟福不行空口无凭地给出原子的电子组态，也无法用这模子对付化学团结、元素列表、原子光谱给出解说。假使卢瑟福模子并不具备，它为其后的玻尔模子奠定了精良的根底。:51-53于1913年，尼尔斯·玻尔提出了玻尔模子。正在这模子中，电子坚固运动于原子的特定轨域，其拥有特定的能级。隔断原子核越远，轨域的能级就越高。当电子从高能级轨域，跃迁到低能级轨域时，它会释出能量。相反的，从低能级轨域跃迁到高能级轨域，则会吸取能量。借着这些量子化轨域，玻尔确切地揣测出氢原子光谱。正在那光阴，玻尔模子的表面根底好似与多分别，很难令人信服，然则，它的预测与良多与实行结果相适宜。玻尔模子并不成以解说光谱的相对强度，也无法揣测出更繁杂原子的光谱，这些困难尚待其后量子力学给出合领悟释。:53-57正在化学里，几个原子如何团结成为化合物或分子正在商讨物质性子方面是很紧要的论题，对付各类分别元素而言，团结才智与团结收获的不同很大，况且与分别元素的原子构造相合。正在1897 年，电子的涌现起首揭暴露原子构造的深奥厚秘。之后，跟着描写原子构造的原子模子的革新，合于原子团结的陈说也变得越加条理昭着，而且经得起越加庄厉的实行检试。:2-31904年，正在汤姆孙提出梅子布丁模子的那年，理查德·阿贝格修议，采用新涌现的电子来解说化合价，其先前的解说为原子正在团结时的化学键数目，新的解说则为原子正在团结时给出或获取的电子数目。1907年，汤姆孙修议，两个原子之间的极性键指的是电子从一个原子转变到另一个原子。1914年，他招认除了极性键以表，还存正在有非极性键，而且简略猜想电子与非极性键的干系。:152-153美国物理化学学者吉尔伯特·道易斯于1902年提出立方原子模子。遵从这模子，每个电子被罗列正在立方体的一个定点，而原子核的职位则是正在立方体的核心，假若立方体的八个定点都被填满，则会有一个新的更大的专心立方体供给给电子罗列。他的模子可以臆度出周期表前面十几个元素的电子数目，除了氦元素以表。他的模子还可能解说极性化合物（离子化合物）的酿成机造，但无法解说非极性化合物的酿成机造。PG电子直到1916年，他才发布这些早期陈说，他而且修议，团结因素子的两个原子之间的非极性键是一对共用电子。这非极性键被称为共价键。这一对共用电子称为“电子对”。他的修议对付今世化学形成强大影响。根本而言，极性键与非极性键的物理作为都一样：原子与原子联合分享电子。年，欧文·朗缪尔将道易斯的立方形原子模子加以改革延迟，他修议，全豹电子都漫衍于一层层专心的（逼近专心的）、等厚度的球形壳。他又将每个球形壳分为几个细胞，每一个细胞都拥有同样面积的球形壳，都含有最多一对电子。朗缪尔的模子可以解说那光阴全豹已知元素的化学性子。行使埃尔温·薛定谔新提出的量子力学表面与沃尔夫冈·泡利的泡利不相容道理，瓦尔特·海特勒和弗里茨·伦敦于1927年对付最浅易的案例，氢分子的共价键酿成机造，给出合领悟释。:155-158:228为理会释碱金属光谱的双重线（英语：Doublet state）构造，1924年，奥地利物理学者沃尔夫冈·泡利修议万分设定一个自旋量子数，其数值只可正在 + 1 / 2 {displaystyle +1/2} 与 − 1 / 2 {displaystyle -1/2} 这两个数值中挑选一个数值，电子正在原子里的量子态可能用一组参数来设定，这一组参数为主量子数 n {displaystyle n} ，角量子数 ℓ {displaystyle ell } ，磁量子数 m ℓ {displaystyle m_{ell }} 和自旋量子数 m s {displaystyle m_{s}} 。遵从泡利所创修的泡利不相容道理，正在原子里的每一个电子都处于分其它量子态:220-222:199-200。隔年，为理会释失常塞曼效应，荷兰物理学家塞缪尔·古德斯米特和乔治·乌伦贝克修议，除了运动轨域的角动量以表，电子还具有内正在的角动量，称为自旋，电子的自旋为 1 / 2 {displaystyle 1/2} ，正在磁场效率下，沿着磁场倾向可能是上旋 + 1 / 2 {displaystyle +1/2} 或下旋 − 1 / 2 {displaystyle -1/2} ，这是电子正在原子里的自旋量子数:726-730。为了要解说光电效应的物理机造，阿尔伯特·爱因斯坦于1905年提出了光的波粒二象性，即光拥有粒子性与振动性。:2111924年，法国物理学者道易·德布罗意正在博士论文《量子表面商讨》里修议，似乎光波通常，物质也拥有波粒二象性，于是，正在妥当景况下，电子会显示出振动性。年，英国物理学家乔治·汤姆孙做实行映照相对论性电子束于金属薄膜，同年，美国物理学家克林顿·戴维森和雷斯特·革末做实行映照低能量电子束于镍晶体，这两个实行都折柳测得各自特性的干预图案，于是说明电子拥有振动性。:424-433德布罗意的波粒二象性陈说赐与埃尔温·薛定谔珍贵诱导：既然粒子拥有振动性，那么一定存正在有振动方程可以描写粒子的波手脚为。经由一番全力，薛定谔于1926年找到了这振动方程，其后称为薛定谔方程，是量子力学的根底方程之一。操纵这方程，薛定谔揣测出氢原子光谱的频率数值，其适宜实行结果。不久之后，学者们操纵这方程来告捷预测其它原子、分子、离子等的性子。对付为什么正在原子里的电子会坚固地运动于特定的能级轨域，这方程也能给出合领悟释，固然它不行决心性地给出电子的运动轨道，即电子正在放肆年华的职位，然则，它可能揣测出电子处于某职位的概率，也便是说，正在某职位找到电子的概率。:４:163-166薛定谔方程并没有涉及到相对论效应。为了要涵盖相对论效应，务必将薛定谔方程加以延迟。1928年，保罗·狄拉克发布了狄拉克方程，其可以描写相对论性电子的物理作为，比方，电子自旋。:166-167为了要解说狄拉克方程的自正在电子解所遭遇的失常的负能量态题目，他预言宇宙中存正在有正电子，即电子的反粒子，与电子的质地一样，电性相反。1932年，卡尔·安德森做宇宙射线实行正在云室的轨迹中涌现了正电子。:190-193遵循狄拉克表面，氢原子的两个 2 S 1 / 2 {displaystyle 2S_{1/2}} 与 2 P 1 / 2 {displaystyle 2P_{1/2}} 能态应当是简并态，不会有能量差值，然而，威利斯·兰姆与商讨生罗伯特·雷瑟福（英语：Robert Retherford）于1947年正在哥伦比亚辐射实行室（英语：Columbia Radiation Laboratory）做实行涌现，这两个能级间居然崭露细微能量差值。这气象称为兰姆位移。:332-333从1946年至1948年，波利卡普·库施和亨利·福立（英语：Henry Foley）正在联合完结的一系列实行中，涌现电子的十分磁矩，即电子的磁矩比狄拉克表面的预估稍微大一点。年代，朝永振一郎、朱利安·施温格和理察·费曼等创修了量子电动力学，其可能对付这些气象给出合领悟释。汤姆孙于1897年涌现电子这创举所操纵的阴极射线管便是一种原始浅易的粒子加快器，其操纵两个电极之间的电压差来促使电子加快。自从那冲破性涌现后，跟着科技的进展，半个世纪后，粒子加快器已进展成为商讨亚原子粒子不成或缺的器材。:361942年，伊利诺伊大学香槟分校物理学者唐纳德·克斯特（英语：Donald Kerst）起首告捷地操纵电磁感想将电子加快至高能量。正在他指挥下，贝塔加快器最初的能量到达2.3MeV，其后更到达300MeV。:35-361947年，正在通用电器商讨实行室，赫伯特·坡拉克（英语：Herbert Pollock）操纵70MeV电子同步加快器涌现了同步辐射，即搬动于磁场的相对论性电子由于加快率而发射的辐射。:401968年，第一座粒子束能量高达1.5GeV的粒子对撞机（英语：particle collider）大蓄积环对撞机（英语：ADONE）正在意大利的核子物理国度商讨院（英语：Istituto Nazionale di Fisica Nucleare）开首运作。这座对撞机可以将电子和正电子反倾向地折柳加快。与用电子碰撞一个静止标靶比拟较，这法子可以有用地使碰撞能量扩大一倍。1974年11月11日，伯顿·里克特实行团队操纵斯坦福直线加快器核心那时新装配的电子和正电子对撞机斯坦福正负电子非对称圈（英语：Stanford Positron Electron Asymmetric Ring）（SPEAR）与丁肇中实行团队正在布鲁海文国度实行室折柳独立探测到一种新的亚原子粒子，其后定名为J/

　　介子。该涌现意味着粲夸克的存正在，而且说理解夸克表面切实切性，被视为是典型场论与量子色动力学的一大获胜，其后被称为“十一月革命”。:344-346隔年，马丁·佩尔实行团队操纵同样对撞机探测到τ子。:第5章1979年，德国电子加快器的正负电子串接环加快器（英语：Positron-Electron Tandem Ring Accelerator）（PETRA）的TASSO 实行团队（英语：TASSO）涌现胶子存正在的证据。从1989年运转到2000年，位于瑞士日内瓦近郊的欧洲核子商讨结构的大型电子正电子对撞机，其可以告终高达209GeV的碰撞能量。这对撞机已经完结多项实行，对付考练与查对粒子物理学的法式模子切实切性做出强猛进献。遵循粒子物理学的法式模子，电子是根本粒子，普通自旋为半奇数的根本粒子都是费米子，电子是费米子，由于电子的自旋是 1 / 2 {displaystyle 1/2} ，费米子又分为轻子与重子两种，它们的首要分别之处是轻子不涉及强彼此效率，于是，电子是轻子。正在全豹带电的轻子中，电子的质地最幼，属于第一代根本粒子。μ子和τ子折柳为第二代和第三代的带电轻子。它们的带电量、自旋和所涉及到的根本彼此效率都与电子一样。:1220-1222, 1226-1227电子的质地约莫为9.109 × 10−31kg或5.489 × 10−4amu。遵循阿尔伯特·爱因斯坦的质能等价道理，这质地等价于0.511 MeV静止能量。质子质地约莫为电子质地的1836倍。电子天文丈量显示出，起码正在比来这半个宇宙春秋时候，这质地比例都仍旧坚固稳定，与法式模子所预测的相适宜。电子所带有的电量是根本电荷的电量：-1.602 × 10−19库仑。这是亚原子粒子所操纵的电荷单元的电量。正在实行切确极限内，电子的绝对带电量与质子相称，但正负号相反。根本电荷时时用符号 e {displaystyle e,!} 默示。电子用符号 e − {displaystyle e^{-},!} 默示；正电子用符号 e + {displaystyle e^{+},!} 默示；此中，正负号折柳默示正负电荷。除了所带有电荷的正负号分别以表，正电子与电子所拥有的其它性子都一样。:21电子具有内秉的角动量，称为自旋。电子的自旋量子数为 1 / 2 {displaystyle 1/2,!} 。时时，当叙到这性子时，电子会被指为是一种自旋1/2粒子。对付这种粒子，自旋角动量是 3 ℏ / 2 {displaystyle {sqrt {3}}hbar /2,!} 。假设量度自旋的投影于放肆坐标轴，则获取的谜底只可为 ± ℏ / 2 {displaystyle pm hbar /2,!} 。沿着自旋轴，电子的内正在磁矩约莫为1玻尔磁子，或9.274 009 15（23）×10−24焦耳/特斯拉。大大都物理学者以为，电子是一个点粒子，没有任何空间延迟，电子没有任何次构造。:1227正在今世表面物理学里，合于电子半径的论题是很具寻事性的题目。:1招认电子拥有有限半径这假定不适宜相对论的条件，由于，这将导致切向速率疾于光速，:74:172然而，假定电子为点粒子，半径为零，则会酿成厉酷数学贫穷，由于电子的自能（英语：self-energy）会趋于无量大。:44-57从观测牵造于潘宁阱内的电子，物理学家臆度电子半径的上限为10−22米。经典电子半径是2.82 × 10−15m。兰姆位移商讨揭示，电子的电荷是大致漫衍于半径为电子电子康普顿半径的圆球形区域，电子康普顿半径的数值为3.86 × 10−13m。:5-6良多根本粒子会自愿衰酿成质地更轻的粒子，μ子便是一个很好的例子。均匀寿命为2.2 × 10−6秒的μ子会衰酿成一个电子、一个中微子和一个反中微子。从现有表面论证，电子是很坚固的：电子是质地最轻的带电粒子，它的衰变会违反电荷守恒定律。电子均匀寿命的实行最低限是9999♠6.6×1028年，置信水准是90%。似乎全豹其它微观粒子，电子拥有粒子性和振动性。这性子称为波粒二象性。正在双缝实行里，独立粒子可以同时通过两条狭缝，而且己方与己方彼此干预，酿成了显示于侦测屏蔽的明亮条纹和黯淡条纹，操纵高阶的实行设置，又可能观测到，电子老是以一颗颗粒子的体例抵达侦测屏蔽电子是全同粒子。没有任何法子可以阔别出一个电子与另一个电子有什么分别。因为电子的自旋为半整数，电子是费米子，遵照泡利不相容道理，放肆两个电子都不行拥有同样的量子态。这道领悟释了很多相合电子正在原子内的性子，比方，正在原子内，每个原子轨域最多只可容纳两个电子，为了适宜抵造称性，务必一个电子的自旋往上，另一个电子的自旋往下，而不是全豹的牵造电子都拥有同样一个最低能级的轨域。:210-214物理学者以为，空间会一连不竭地天生一对一对的虚粒子，比方，正负电子虚对，而正在生活短暂的一段年华后，这些成对的虚粒子会彼此湮灭。正在这历程里，假若要侦测天生的虚粒子，天生虚粒子所必要的能量涨落 Δ E {displaystyle Delta E,!} ，虚粒子可以被侦测所必要的存正在年华 Δ t {displaystyle Delta t,!} ，务必餍足海森堡不确定道理所设定的侦测底限， Δ E Δ t ≥ ℏ {displaystyle Delta EDelta tgeq hbar ,!} ；此中， ℏ {displaystyle hbar ,!} 是约化普朗克常数。实践而言，天生这些虚粒子所必要的能量 Δ E {displaystyle Delta E,!} ，可能从真空临时借用一段年华 Δ t {displaystyle Delta t,!} ，只须它们的乘积幼于约化普朗克常数 ℏ {displaystyle hbar ,!} 就行。如此，表面上不会被仪器侦测出来，也不会违反海森堡不确定道理。遵循这推理，对付虚电子， Δ t {displaystyle Delta t,!} 最多是1.3 × 10−21秒。 :80如左图所示，正负电子虚对会随机性地崭露于一个电子（图内左下方）的左近。当正负电子虚对尚然存正在的时刻，虚正电子会感应到蓝本电子施加的吸引性库仑力，而虚电子则会感应到排斥性库仑力，于是酿成真空极化，真空变得宛如一个拥有电容率 ϵ 1 {displaystyle epsilon 1,!} 的电介质，电子的有用电荷量变得幼于确凿裸电荷量，况且跟着离蓝本电子隔断的扩大而递减，直到隔断大于电子康普顿波长为止。:69-70通过1997年用日本崔斯坦粒子加快器（英语：KEKB (accelerator)）完结的实行，真空极化表面取得了强有力的说明。对付电子的质地，虚粒子也会酿成屏障效应虚粒子彼此效率可以解说，正在电子的内正在磁矩与玻尔磁子之间，细微的误差（约莫是磁矩的0.1%），称为十分磁矩。这表面结果超特切确地与实行测定的数值相适宜。无可抵赖地，正在这里，量子电动力学交出了一份美丽的结果单。:221-222正在经典物理学里，描写电子为拥有内秉的角动量与磁矩的点粒子的彰彰佯谬，可能用电子的电地点天生的虚光子来解说。这些虚光子会被电子接连不绝的吸取与再发射，于是促使电子迅疾地动颤，这震颤运动称为颤动，因为虚光子拥有角动量，颤动会酿成电子的进动。通过过年华均匀，导致质地与电荷的环流，如此，点粒子可能出现出有限尺寸粒子所拥有的性子，席卷自旋、磁矩。:74颤动与真空极化联合酿成了从谱线实行观测到的兰姆位移。:5:245-247电子是带负电粒子，其所形成的电场，会吸引像质子一类的带正电粒子，也会排斥像电子一类的带负电粒子，这些气象所涉及的效率力遵循库仑定律。:58-61一群电子正在空间中的搬动会酿成电流，安培定律描写电流与磁场相互之间的干系。:225-236法拉第感想定律描写时变磁场如何感想出电场。电磁感想是发电机的运作道理。:134遵循经典电动力学，一个放肆搬动的带电粒子，务必经由一段宣称年华，才可以将其影响宣称参与职位，正在场职位形成对应的推迟势，称为李纳-维谢势。:429-434放肆搬动的带电粒子所形成的电场和磁场，可能从李纳-维谢势求得，也可能用杰斐缅柯方程直接揣测出来。:427-429行使狭义相对论，也可能推导出同样的结果。:525-532搬动于磁场的电子，会感应到洛伦兹力的效率，这洛伦兹力笔直于磁场与电子速率这两个矢量所决心的平面，是向心力，于是电子会遵从螺旋轨道搬动于磁场，螺旋轨道的半径称为反转半径，:205因为螺旋运动涉及加快率，电子会发射电磁辐射，对付这历程，非相对论性电子发射的电磁辐射称为盘旋辐射，而相对论性电子发射的则称为同步辐射。:288发射电磁辐射的同时，非相对论性电子也会感应到一种后坐力，称为阿布拉罕-洛伦兹力，其能减缓电子的搬动速率。阿布拉罕-洛伦兹力是一种由电子所形成的电磁场施加于本身的自效率力，是一种辐射反效率力（英语：radiation reaction）。:465-472正在量子电动力学里，粒子与粒子之间通报电磁彼此效率的玻色子是光子。一个不呈加快率运动的孤苦电子，是无法发射或吸取确凿光子的，由于这会违背能量守恒定律和动量守恒定律，然而，虚光子不须遵循这禁忌，虚光子可能负担传输动量于两个带电粒子之间的义务，:64-65比方，两个带电粒子互订换取虚光子，从而酿成了库仑力。:61假设一个搬动中的电子，由于感应到一个带电粒子（像质子）所形成的电场的库仑力，而被偏转（英语：deflection (physics)），则电子会由于加快率运动而发射电磁辐射，这称为轫致辐射。:277ff康普顿散射是光子与自正在电子之间的弹性碰撞。这种碰撞涉及动量和能量的传输于两个粒子之间，会厘革光子的波长，这差值的最大值，称为康普顿波长，以方程表达为 h / m e c {displaystyle h/m_{e}c} ；此中， h {displaystyle h} 是普朗克常数， m e {displaystyle m_{e}} 是电子质地， c {displaystyle c} 是光速。电子的康普顿波长为2.43 × 10−12 m。因为光子波长差很细微，很难被观测到，除非波长差与波长的比率很大，即光子的波长也很短，才可被观测到，于是，时时正在X射线与伽马射线实行里才会观测到康普顿效应。:137-138对付波长较长的光波，光子的动量可能被轻视，这种经典电磁学散射被称为汤姆孙散射。:694ff当电子与正电子彼此碰撞时，它们会相互湮灭对方，同时天生两个以上，偶数的伽马射线°相对角度发射出去。假若，可能轻视电子和正电子的动量，则这碰撞或许会先酿成电子偶素原子，然后再湮灭成为两个0.511 MeV伽马射线反过来看，高能量光子可能调动为一个电子和一个正电子，这步骤称为成对形成。然则，因为违背了动量守恒定律，独立光子不或许会发天生对形成。惟有正在像原子核等等的带电粒子左近，因为库仑效率，能量大于1.022 MeV的光子才有或许发天生对形成。:91-92弱彼此效率有两种，载荷流彼此效率（英语：charged-current interaction）与中性流彼此效率。载荷流彼此效率的序言是带电性的W玻色子。通过发射W−玻色子或吸取W+玻色子，电子可调动为电中微子；逆反过来，通过发射W+玻色子或吸取W-玻色子，电中微子也可调动为电子。:307-308中性流彼此效率的序言是中性的Z玻色子，比方，中微子-电子散射或电子-电子散射。谨慎到电子-电子散射也可能用光子为序言，任缘何光子为序言的历程都可以以Z玻色子为序言，对付基于电子-电子散射的库仑定律，以Z玻色子为序言的历程会给出细微订正。:72-73原子是由原子核与电子构成，电子因为库仑力的效率，原子内部的电子被原子核吸引与牵造。假若，电子牵造电子的数量不等于原子核的质子数量，则称此原子为离子。正在原子内部，原子轨域描写牵造电子的物理作为。每一个原子轨域都有己方奇异的一组量子数，像主量子数、角量子数和磁量子数。原子轨域的主量子数设定能级，角量子数给出轨角动量，而磁量子数则是轨角动量对付某特定轴的量子化投影。遵循泡利不相容道理，每一个原子轨域只可容纳两个电子，而这两个电子的自旋波函数为抵造称，一个自旋向上，另一个自旋向下:210-217。处于一个原子轨域的电子，经由发射或吸取光子的历程，可能跃迁至别的一个原子轨域。发射或吸取的光子的所涉及的能量务必等于轨域能级的差值。:159-160电子也可能借着与它粒子的碰撞，或靠着俄歇效应，跃迁至其它轨域。:173假若，牵造电子获取的能量大于其牵造能的能量，则这牵造电子可能逃离原子，成为自正在电子。比方，正在光电效应里，一个能量大于原子电离能的入射光子，被电子吸取，使得电子有足够的能量逃离原子。:127-132电子的轨角动量是量子化的。因为电子带有电荷，其轨磁矩与轨角动量成正比。原子的净磁矩是原子核与每一个电子的轨磁矩和自旋磁矩的总矢量和（欲清晰更周密的原料，请参阅自旋-轨道效率）。然则，与电子的磁矩比拟，核磁矩显得超幼，可能轻视。处于同样轨域的两个偶电子会相互抵销对方的自旋磁矩。正在原子与原子之间的化学键酿成的物理机造是电磁效率，然则惟有操纵量子力学表面本领给出完美阐述。:68几种常见的化学键为离子键、共价键和金属键。正在离子化合物里，正离子和负离子会通过静电效率酿成离子键。正在共价化合物里，原子与原子之间通过共用电子酿成共价键。正在金属里，自正在电子与罗列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力酿成金属键。:4–10正在分子内部，电子的运动会同时受到几个原子核的影响，电子拥有分子轨域，就宛如正在独立原子内部拥有原子轨域通常。遵循泡利不相容道理，每一个分子轨域只可容纳两个自旋相反的电子，称为“电子偶。电子是遵从能量扩大的程序来拥有分子轨域，就似乎原子轨域通常。分其它分子轨域有分其它电子概率密度漫衍。比方，键结轨域操纵分子轨道表面来阐述最浅易的σ键案例，两个分子轨道是由两个1s原子轨道酿成，能量较低的分子轨道称为“成键轨道”，又称为“σ轨道”，相应的键称为“σ键”，能量较高分子轨道称为“反键轨道”，又称为“σ*轨道”，相应的键称为“σ*键”。分子正在基态时，组成化学键的电子时时处正在成键轨道中，而让反键轨道空着。:318-319电导率是默示物质传输电流的强弱才智的一种丈量值。当施加电压于导体的两头时，电子会从低电势处朝着高电势处搬动，因此形成电流。按照老例，对付导体，电流的倾向与电子搬动的倾向适值相反。铜和金都是良好导体；而玻璃和橡胶则都是不良导体。:285-288正在电介质里，电子牵造于各自所属的原子内，电介质的性子就宛如绝缘质一律。金属物质具有电子能带构造，其电子能带还没有全体被电子填满。这些尚未填满的电子能带，容许金属内少许电子的行动，相似自正在电子或离域电子通常，与任何一个原子都没有相接。PG电子当施加电场于金属时，这些电子可能自正在的搬动于金属，就像气体搬动于其容器内通常，称这些电子为费米气体或“自正在电子费米气体”:218-229。德鲁德模子是一种“经典自正在电子模子”，不涉及到量子力学。遵从这模子，带正电的原子核固定于晶格点，而自正在搬动于金属内部的传导电子是原子的价电子，其带有负电。操纵气体动力论来描写传导电子的物理作为，:2-3德鲁德模子可能告捷地推导出欧姆定律、电传导与热传导相互之间的干系，不过，遵从这模子，热传导与电子热容量相合，而做实行并没有观测到这么激烈的干系，:22-23这首如果由于经典麦克斯韦-玻尔兹曼漫衍无法描写电子的概率漫衍。:133阿诺·索末菲将德茹德模子加以延迟，将量子力学的泡利不相容道理纳入考量，用费米-狄拉克漫衍来描写电子的概率漫衍，他告捷进展出德茹德-索莫菲模子（英语：free electron model），又称为“自正在电子模子”，而正在导体内的电子则被称为“自正在电子费米气体”。:30:135德茹德-索莫菲模子确切阐述了为什么电子正在室温下的运动并没有对付热容量给出可伺探到的进献，又阐述了正在非凡低温度（几度Ｋ）景况下，电子进献会超出离子进献，于是变得很紧要，与温度成正比。通过做实行获取的比例结果显示，碱金属与抗腐化金属（比方铜、金、银等）的热容量可能用自正在电子模子来估算。:47-49自正在电子模子是很浅易的模子，其没有将周期性晶格位势（英语：Particle in a one-dimensional lattice）、电子-声子彼此效率（英语：electron-phonon interaction）、电子-电子彼此效率（英语：electron-electron interaction）纳入考量。更进阶的费米液体表面将自正在电子模子加以延迟，假若电子所感应到的彼此效率很薄弱，则传导电子照旧可能被视为自正在准电子，其具有分其它有用质地。费米液体表面是很多摩登固态表面的起跑点，比方BCS表面，然则，对付高温超导气象的解说，它遭遇良多贫穷。:161-162超导气象指的是，正在足够低温景况下，物质遗失电阻的气象。1950年，赫伯特·弗勒利希提倡，超导机造涉及到电子与物体晶格颤抖的耦合。从这提倡，约翰·巴丁、利昂·库珀与约翰·施里弗互帮创修了BCS表面，其可以全体解说惯例超导气象。BCS表面注明，电子与晶格之间的彼此效率导致酿成称为库珀对的成对的电子，库珀对可以涓滴没有禁止地搬动于物体内部。物体可能被视为正离子的晶格重醉正在电子云里，当电子通过晶格时，负电子会吸引正离子，使得正离子细微地搬动，这手脚促成一个正价区域，其会吸引别的一个电子，酿成了库珀对。因为库珀对的团结能很弱，库珀对很容易被热能拆散，于是超导气象时时只会崭露正在非凡低温景况下。。遵循爱因斯坦的狭义相对论，相对付观测者的参考系，电子的搬动速率越疾，电子的相对论性子地（总能量）也越大，因此使得电子一连加快所必要的能量越来越大，正在逼近光速时，趋势于无量大。于是电子的搬动速率可能逼近光波正在真空的宣称速率 c {displaystyle c,!} ，但毫不会到达 c {displaystyle c,!} :20-24。光波宣称于像水一类的电介质的速率 v L {displaystyle v_{L},!} ，会彰彰地幼于 c {displaystyle c,!} 。假设，将相对论性电子（电子的速率逼近 c {displaystyle c,!} ）入射于这一类的电介质，则相对论性电子正在此电介质内的搬动速率，会临时地大于光波宣称于此电介质的速率 v L {displaystyle v_{L},!} 。当相对论性电子搬动于此类电介质内部时，因为与电介质彼此效率，会形成一种很薄弱的辐射，称为切连科夫辐射。狭义相对论的效应要视洛伦兹因子的巨细而决心。洛伦兹因子 γ {displaystyle gamma ,!} 以方程界说为此中， v {displaystyle v,!} 是粒子的速率。一个电子的动能 K e {displaystyle K_{e},!} 是此中， m e {displaystyle m_{e},!} 是电子的静质地。比方，斯坦福直线加快器可能将电子加快到约莫51 GeV。因为电子的静质地约莫为0.51 MeV，对应的 γ {displaystyle gamma ,!} 值逼近100,000。赐与同样的速率，这电子的相对论性动量 γ m e v {displaystyle gamma m_{e}v,!} 是经典力学预测的动量 m e v {displaystyle m_{e}v,!} 的100,000倍。电子也具有波手脚为，其德布罗意波长 λ {displaystyle lambda ,!} 以方程表达为 λ = h / p {displaystyle lambda =h/p,!} ；此中， h {displaystyle h,!} 是普朗克常数， p {displaystyle p,!} 是动量。对付前述的51 GeV电子， λ {displaystyle lambda ,!} 约莫为2.4 × 10−17 m，这波长的尺寸相当细微，以是，实行者可能用电子来细密地探测原子核的内部构造。正在浩瀚解说宇宙早期演化的表面中，大爆炸表面是较量可以被物理学界普遍给与的科学表面:2。正在大爆炸的最初几秒钟年华，温度远远高过100亿K。那时，光子的均匀能量超出1.022 MeV良多，有足够的能量来天生电子和正电子对:第2.1.4节。这历程称为电子正电子成对形成，以公式表达为此中， γ {displaystyle gamma ,!} 是光子， e + {displaystyle mathrm {e} ^{+},!} 是正电子， e − {displaystyle mathrm {e} ^{-},!} 是电子。同时，电子和正电子对也正在大周围地彼此湮灭对方，而且发射高能量光子。正在这短暂的宇宙演化阶段，电子，正电子和光子全力地支撑着微妙的均衡。然则，由于宇宙正正在迅疾地膨胀中，温度接连转凉，正在10秒钟时刻，温度已降到30亿K，低于电子-正电子天生历程的温度底限100亿K。于是，光子不再拥有足够的能量来天生电子和正电子对，大周围的电子-正电子天生事宜不再产生。不过，电子和正电子照样一连不段地彼此湮灭对方，发射高能量光子:第2.1.4节。因为某些尚未确定的身分，正在轻子天生历程（英语：leptogenesis (physics)）中，天生的电子多于正电子。不然，假若电子数目与正电子数目相称，现正在就没有电子了:110-112。不仅如此，因为一种称为重子过错称性的景况，质子的数量也多过反质子，约莫每1亿个粒子对与光子中，就会有一个卓殊的质子:134。很巧地，电子存留的数量跟质子多过反质子的数量正好相称。于是，宇宙净电荷量为零，呈电中性。假若温度高于10亿K，任何质子和中子团结而酿成的重氢，会速即被高能量光子光解。正在大爆炸后100秒钟，温度仍然低于10亿K，质子和中子团结而成的重氢，不再会被高能量光子光解，存留的质子和中子开首相互参予反映，酿成各类氢的同位素和氦的同位素，和微量的锂和铍。这历程称为太初核合成:第2.1.5节。正在约莫1000秒钟时，温度降到低于4亿K。核子与核子之间，不再能靠着高速率随机碰撞的机造，征服库仑障壁，互接连近，形成核聚变。于是，太初核合成历程无法实行，太初核合成阶段大致告终:第2.1.6节。任何盈利的中子，会由于半衰期约莫为614秒的负贝塔衰变，调动为质子，同时释出一个电子和一个反电中微子：此中， n {displaystyle mathrm {n} ,!} 代表中子， p + {displaystyle mathrm {p} +,!} 代表质子， ν ¯ e {displaystyle {bar {mathrm {nu } }}_{mathrm {e} },!} 代表反电中微子。正在此后的377,000年时候，电子的能量照旧太高，无法与原子核团结。正在这光阴之后，跟着宇宙逐步地降温，原子核开首牵造电子，酿成中性的原子。这历程称为复合。正在这相当疾的复合历程光阴之后，大大都的原子都成为中性，光子不再会很容易地与物质彼此效率。光子也可能自正在地搬动于透后的宇宙。大爆炸的一百万年之后，第一代恒星开首酿成。正在恒星内部，恒星核合成历程的各类核聚变，会酿成正电子的天生（参阅质子-质子链反映和碳氮氧轮回）。这些正电子速即会与电子相互湮灭，同时开释伽马射线。结果是电子数量坚固地递减，跟中子数量对应地扩大。恒星演化历程聚合成各类各样的放射性同位素。有些同位素随后会资历负贝塔衰变，同时发射出一个电子和一个反电中微子结果是电子数量扩大，跟中子数量对应地省略。比方，钴-60（60Co）同位素会因衰变而酿成镍-60。质地超出20太阳质地的恒星，正在它人命的止境，会资历到引力坍缩，因此酿成一个黑洞。按影相对论表面，黑洞所拥有的超强引力，足可造止任何物体逃离，乃至电磁辐射也无法逃离。然则，物理学家以为，量子力学效应或许会承诺电子和正电子天生于黑洞的事宜视界，因此使得黑洞发射出霍金辐射。当一对虚粒子，像正电子-电子虚偶，天生于事宜视界或其临近区域时，这些虚粒子的随机空间漫衍，或许会使得此中一个虚粒子，崭露于事宜视界的表部。这历程称为量子隧穿效应。黑洞的引力势会需要能量，使得这虚粒子调动为确凿粒子，辐射逃离黑洞。这辐射步骤称为霍金辐射。正在另一方面，这步骤的价值是，虚偶的另一位成员取得了负能量。这会使得黑洞净亏损少许质能。霍金辐射的发射率与黑洞质地成反比；质地越幼，发射率越大。如此，黑洞会越来越疾地蒸发。正在末了的0.1秒，超大的发射率可能类比于一个大爆炸。宇宙线是遨游于太空的高能量粒子。物理学者已经丈量到能量高达3.0 × 1020 eV的粒子。当这些粒子进入地球的大气层，与大气层的核子产生碰撞时，会天生一射丛的粒子，席卷π介子。μ子是一种轻子，是由π介子正在高层大气衰变而形成的。正在地球表观观测到的宇宙线，超出对折是μ子。半衰期为2.2微秒的μ子会因衰变而形成一个电子或正电子。确切的π−介子反映式为此中， μ − {displaystyle mathrm {mu } ^{-},!} 是μ子， ν μ {displaystyle mathrm {nu } _{mathrm {mu } },!} 是μ中微子， ν ¯ μ {displaystyle {bar {mathrm {nu } }}_{mathrm {mu } },!} 是反μ中微子， ν ¯ e {displaystyle {bar {mathrm {nu } }}_{mathrm {e} },!} 是反电中微子。靠着侦测电子的辐射能量，天文学家可能远隔断地观测到电子的各类气象。比方，正在像恒星日冕一类的高能量情况里，自正在电子会酿成一种借着造动辐射来辐射能量的等离子体。电子气体的等离子体振荡是一种振动，是由电子密度的迅疾颤动所形成的振动。这种振动会酿成能量的发射。天文学家可能操纵无线电千里镜来侦测这能量。遵循普朗克干系式，光子的频率与能量成正比。当一个牵造电子跃迁于原子的分别能级的轨域之间时，牵造电子会吸取或发射拥有特定频率的光子。比方，当映照宽带光谱的光源所形成的光波于原子时，特性吸取光谱会崭露于透射辐射的光谱。每一种元素或分子会显示出一组特性吸取光谱，像氢光谱。光谱学特意商讨光谱线的强度和宽度。仔细阐明这些数据，即可得知物质的构成元素和物理性子。正在实行室操控要求下，电子与其它粒子的彼此效率，可能用粒子侦测器来留心伺探。电子的特性性子，像质地、自旋和电荷等等，都可能加以丈量检讨。四极离子阱和潘宁阱可能长年华地将带电粒子局限于一个很幼的区域。如此，科学家可能切确地丈量带电粒子的性子。比方，正在一次实行中，一个电子被局限于潘宁阱的年华长达10个月之久。1980年，因为各类先端科技的告捷进展，电子磁矩的实行值仍然到达11个位数的无误度。正在那时刻，是全豹由实行取得的物理常数中，无误度最高的物理常数。2008年2月，隆德大学的一组物理团队起首拍摄到电子能量漫衍的视讯影像。科学家操纵非凡短暂的闪光，称为阿托秒脉冲，率先捕获到电子的实践运动景况。正在固态物质内，电子的漫衍可能用角阔别光电子能谱学来显像。行使光电效应表面，这科技映照高能量辐射于样品，然后丈量光电发射的电子动能漫衍和倾向漫衍等等数据。留心地阐明这些数据，即可推论固态物质的电子构造。电子束焊接（英语：electron beam welding）是行使于焊接范畴的电子束科技。这焊接办艺可以将高达107瓦特／厘米2能量密度的热能，聚焦于直径为0.3–1.3毫米的细微区域。操纵这手艺，技工可能焊接更浓厚的物件，局限大局部热能于狭幼的区域，而不会厘革左近物质的材质。为了避免物质被氧化的或许性，电子束焊接务必正在真空内实行。不适合操纵寻常法子焊接的传导性物质，可能探求操纵电子束焊接。正在核子工程和航天工程里，有些高价钱焊接工件不行给与任何瑕疵。这时刻，工程师时常会采取操纵电子束焊接来竣工职业。电子束平版印刷术是一种阔别率幼于1毫米的蚀刻半导体的法子。这种手艺的瑕疵是本钱激昂、步骤从容、务必操作于真空内、另有，电子束正在固体内很疾就会散开，很难支撑聚焦。末了这瑕疵局限住阔别率不行幼于10纳米。于是，电子束平版印刷术首如果用来缔造少数目万分的积体电道。电子束映照（英语：electron irradiation）手艺操纵电子束来映照物质。为了要厘革物质的物理性子或灭除医疗物品和食物所含有的微生物，可能探求操纵电子束映照手艺。做为放射线疗法的一种，直线型加快器（英语：loinear particle accelerator）造备的电子束可能用来映照浅表性肿瘤。因为正在被吸取之前，电子束只会穿透有限的深度（能量为5–20 MeV的电子束时时可能穿透5厘米的生物体），电子束疗法（英语：electron therapy）可能用来医疗像基事实胞癌一类的皮肤病。电子束疗法也可能辅帮医疗已被X-射线映照过的区域。粒子加快器操纵电场来扩大电子或正电子的能量，使这些粒子具有高能量。当这些粒子通过磁场时，它们会放射同步辐射。因为辐射的强度与自旋相合，因此酿成了电子束的偏振。这历程称为索克洛夫-特诺夫效应（英语：Sokolov–Ternov effect）。良多实行都必要操纵偏振的电子束为粒子源。同步辐射也可能用来下降电子束温度，省略粒子的动量误差。一当粒子到达央浼的能量，使电子束和正电子束产生相互碰撞与湮灭，这会惹起能量的发射。侦测这些能量的漫衍，留心商讨阐明实行数据，物理学家可能理会电子与正电子碰撞与湮灭的物理作为。低能电子衍射手艺（LEED）映照准直电子束（collimated electron beam）于晶体物质，然后遵循观测到的衍射图样，来臆度物质构造。这手艺所操纵的电子能量时时正在20–200 eV之间。反射高能电子衍射（英语：reflection high energy electron diffraction）（RHEED）手艺以低角度映照准直电子束于晶体物质，然后征求反射图样的数据，从而臆度晶体表观的原料。这手艺所操纵的电子的能量正在8–20 keV之间，入射角度为1–4°。电子显微镜将聚焦的电子束入射于样本。因为电子束与样本的彼此效率，电子的性子，像搬动倾向、相对相位和能量，都邑有所厘革。仔细地阐明这些实行征求到的数据，即可取得阔别率为原子尺寸的影像。操纵蓝色光，寻常的光学显微镜的阔别率，因受到衍射局限，只可到达200纳米；彼此较量，电子显微镜的阔别率，则是受到电子的德布罗意波长局限，对付能量为100 keV的电子，阔别率约莫为0.0037纳米。像差订正穿透式电子显微镜（英语：Transmission Electron Aberration-corrected Microscope）可以将阔别率降到低于0.05纳米，可以知晓地观测到部分原子。这才智使得电子显微镜成为，正在实行室里，高阔别率成像不成短少的仪器。然则，电子显微镜的价格高贵，调治不易。正在操作电子显微镜时，样品情况必要支撑真空，科学家无法观测活生物。电子显微镜首要分为两品种式：穿透式和扫描式。穿透式电子显微镜的操作道理相仿高架式投影机，将电子束瞄准于样品切片发射，穿透过的电子再用透镜投影于底片或电荷耦合元件。扫描电子显微镜用聚焦的电子束扫描过样品，就宛如正在显示器内通常。这两种电子显微镜的放大率可从100倍到1,000,000倍，乃至更高。行使量子隧穿效应，扫描地道显微镜将电子从敏锐的金属针尖隧穿至样品表观。为了要支撑坚固的电流，针尖会跟着样品表观的坎坷而搬动，如此，即可取得阔别率为原子尺寸的样本表观影像。正在自正在电子激光里，相对论性电子束会搬动通过一对波荡器（英语：undulator）。每一个波荡器是由一排磁偶极矩构成，其磁场的磁偶极矩瓜代地指向相反倾向。因为这些磁场的效率，电子会发射同步辐射；而这辐射会合连地与电子彼此效率，会正在共振频率惹起辐射场的激烈放大。自正在电子激光可以发射合连的高辐射率的电磁辐射，况且频域相当宽敞，从微波到软X-射线。这元件可能行使于缔造业、通信业和各类医疗用处，像软结构手术。现阶段已运转的自正在电子激光有美国斯坦福直线加快器核心的直线加快器合连光源（LCLS）、德国电子加快器的汉堡自正在电子激光（Free-electron LASer in Hamburg, FLASH）与正正在修造的欧洲X射线自正在电子激光（英语：European x-ray free electron laser）（E-XFEL）。修成之后，E-XFEL将会是天下上周围最大，能量最高的自正在电子激光装配。阴极射线管的焦点观点为，洛伦兹力定律的行使于电子束。阴极射线管普遍的操纵于实行式仪器显示器，电脑显示器和电视。正在光电倍增管内，每一个击中年华极（英语：photocathode）的光子会由于光电效应惹起一堆电子被发射出来，酿成可侦测的电流脉波。已经正在电子科技研发饰演紧要的脚色，真空管借着电子的滚动来独揽电子信号；然则，这元件现正在已被晶体管一类的固态电子元件庖代了。PG电子电子 电子的意义诠释电子是什么意义 -我酷百科