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電子是構成原子的基本粒子之一,質(zhì)量極小,帶負電,在原子中圍繞原子核旋轉。

電子是一種基本粒子,目前無(wú)法再分解為更小的物質(zhì)。其直徑是質(zhì)子的0.001倍,重量為質(zhì)子的1/1836。電子圍繞原子的核做高速運動(dòng)。電子通常排列在各個(gè)能量層上。當原子互相結合成為分子時(shí),在最外層的電子便會(huì )由一原子移至另一原子或成為彼此共享的電子。   

這是由愛(ài)爾蘭物理學(xué)家喬治·丁·斯通尼于1891年根據電的electric + -on“子”造的字   電子屬于亞原子粒子中的輕子類(lèi)。 輕子被認為是構成物質(zhì)的基本粒子之一,即其無(wú)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。   

物質(zhì)的基本構成單位——原子 是由電子、中子和質(zhì)子三者共同組成。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。   

當電子脫離原子核束縛在其它原子中自由移動(dòng)時(shí),其產(chǎn)生的凈流動(dòng)現象稱(chēng)為電流。   

靜電是指當物體帶有的電子多于或少于原子核的電量,導致正負電量不平衡的情況。當電子過(guò)剩 時(shí),稱(chēng)為物體帶負電;而電子不足時(shí),稱(chēng)為物體帶正電。當正負電量平衡時(shí),則稱(chēng)物體是電中性的。 靜電在我們日常生活中有很多應用方法,其中例子有噴墨打印機。   

電子是在1897年由劍橋大學(xué)的卡文迪許實(shí)驗室的約瑟夫·湯姆生在研究陰極射線(xiàn)時(shí)發(fā)現的。

我們現在知道,電荷的最終攜帶著(zhù)是組成原子的微小電子。在原子中,每個(gè)繞原子核運動(dòng)的電子都帶有一個(gè)單位的負電荷,而原子核里面的質(zhì)子帶有一個(gè)單位的正電荷。正常情況下,在物質(zhì)中電子和質(zhì)子的數目是相等的,它們攜帶的電荷相平衡,物質(zhì)呈中型。物質(zhì)在經(jīng)過(guò)摩擦后,要么會(huì )失去電子,留下更多的正電荷(質(zhì)子比電子多)。要么增加電子,獲得更多的負電荷(電子比質(zhì)子多)。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為摩擦生電。   

自由電子(從原子沖逃逸出來(lái)的電子)能夠在導體的原子之間輕易移動(dòng),但它們在絕緣體中不行。于是,物體在摩擦時(shí)傳遞到導體上的電荷會(huì )被迅速中和,因為多余的電子會(huì )從物質(zhì) 表面流走,或者額外的電子會(huì )被吸附到物體表面上代替流失的電子。所以,無(wú)論摩擦多么劇烈,金屬都不可能摩擦生電。但是,橡膠或塑料這樣的絕緣體,在摩擦之后,其表面就會(huì )留下電荷。   

你永遠也無(wú)法預測電子在任何特定時(shí)刻的位置。你只能認為它有可能在那里。在某種意義上,正如丹尼斯·奧弗比所說(shuō),電子只有等到被觀(guān)察到了,你才能說(shuō)它確實(shí)存在。換句稍稍不同的話(huà)來(lái)說(shuō),在電子被觀(guān)察到之前,你非得認為電子"哪里都有,而又哪里都沒(méi)有"。   

差不多人人的腦海里都有一幅原子圖,即一兩個(gè)電子繞著(zhù)原子核飛速轉動(dòng),就像行星繞著(zhù)太陽(yáng)轉動(dòng)一樣。這個(gè)形象是1904年由一位名叫長(cháng)岡半太郎的日本物理學(xué)家創(chuàng )建的,完全是一種聰明的憑空想像。它是完全錯的,但照樣很有生命力。正如艾薩克·阿西莫夫喜歡指出的,它給了一代又一代的科幻作家靈感,創(chuàng )作了世界中的世界的故事,原子成了有人居住的太陽(yáng)系,我們的太陽(yáng)系成了一個(gè)大得多的體系里的一顆微粒。連歐洲核子研究中心也把長(cháng)岡所提出的圖像作為它網(wǎng)站的標記。物理學(xué)家很快就意識到,實(shí)際上,電子根本不像在軌道上運行的行星,更像是電扇旋轉著(zhù)的葉片,想要同時(shí)填滿(mǎn)軌道上的每一空間。(但有個(gè)重要的不同之處,那就是,電扇葉片只是好像同時(shí)在每個(gè)地方,電子真的就同時(shí)在每個(gè)地方。)   

不用說(shuō),在1910年,或在此后的許多年里,知道這類(lèi)知識的人為數甚少。盧瑟福的發(fā)現馬上產(chǎn)生了幾個(gè)大問(wèn)題。尤其是,圍繞原子核轉動(dòng)的電子可能會(huì )墜毀。傳統的電動(dòng)力學(xué)理論認為,飛速轉動(dòng)的電子很快會(huì )把能量消耗殆盡--只是一剎那間--然后盤(pán)旋著(zhù)飛進(jìn)原子核,給二者都帶來(lái)災難性的后果。還有一個(gè)問(wèn)題,帶正電荷的質(zhì)子怎么能一起待在原子核里面,而又不把自己及原子的其他部分炸得粉碎。顯而易見(jiàn),那個(gè)小天地里在發(fā)生的事,是不受適用于我們宏觀(guān)世界的規律支配的。

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