电子

关于其他用法ようほう，请见「电子 (消しょう歧义)」。

电子（英語えいご：Electron）是ぜ一いち种带有ゆう负电的てき次じ原子げんし粒子りゅうし，通常つうじょう标记为 $e^{-}\,\!$。電子でんし是ぜ第だい一いち代だい轻子，以重力じゅうりょく、電磁でんじ力りょく和わ弱じゃく核かく力りょく與あずか其它粒子りゅうし相互そうご作用さよう。轻子是ぜ构成物ぶつ质的基本きほん粒子りゅうし之これ一いち，无法被ひ分解ぶんかい为更小しょう的てき粒子りゅうし。电子带有1/2自じ旋，是ぜ一いち种费米子こ，根據こんきょ泡あわ利り不ふ相あい容よう原理げんり，任にん何なん兩個りゃんこ電子でんし都と不能ふのう處しょ於同樣どうよう的てき量子りょうし態たい。电子的てき反はん粒子りゅうし是これ正せい电子，其质量りょう、自じ旋、帶おび电量大小だいしょう都と与あずか电子相しょう同どう，但ただし是ぜ电量正負せいふ性せい与あずか电子相反あいはん。電子でんし與あずか正せい电子會かい因いん碰撞而互相しょう湮滅いんめつ，並なみ在ざい這過程かてい中ちゅう，生成せいせい一いち對たい以上いじょう的てき光子こうし。

電子でんし

克かつ魯克斯管實驗じっけん可か以顯示けんじ出で電子でんし的てき粒子りゅうし性質せいしつ。如圖所しょ示しめせ，從したがえ左ひだり往右直線ちょくせん移動いどう的てき電子でんし束たばね，遇ぐう到いた一いち個こ十字形じゅうじがた標しるべ靶，從したがえ而在真空しんくう管かん右みぎ面めん底そこ端はし顯示けんじ出で十字形じゅうじがた陰影いんえい。
组成	基本きほん粒子りゅうし
系けい	費ひ米子よなご
代だい	第だい一いち代だい
基本きほん相互そうご作用さよう	引力いんりょく，電磁でんじ力りょく，弱じゃく核かく力りょく
符号ふごう	e−
反はん粒子りゅうし	正せい電子でんし
发现	约瑟夫おっと·汤姆孙（1897年ねん）
质量	9.109 383 56(11)×10-31 kg 5.485 799 090 70(16)×10-4 amu 0.510 998 9461(31) MeV/c2
平均へいきん寿命じゅみょう	穩定
電荷でんか	−1 e -1.602 176 6208（98）×10-19 C
磁矩	−1.001 159 652 180 91(26) μみゅーB
自じ旋	1⁄2
CAS号ごう	183748-02-9  Y

由よし电子與あずか中子なかご、质子所ところ组成的てき原子げんし，是ぜ物ぶつ质的基本きほん单位。相あい对于中子なかご和わ质子所しょ組成そせい的てき原子核げんしかく，电子的てき质量显得极小。质子的てき质量大だい约是电子质量的てき1836倍ばい。当とう原子げんし的てき电子数すう与あずか质子数すう不等ふとう时，則のり該原子げんし会かい带电；称しょう該帶電たいでん原子げんし为离子。带正电的离子叫さけべ阳离子こ，其電子でんし數すう小しょう於質子こ數すう；带负电的离子叫さけべ阴离子こ，其電子でんし數すう大だい於質子こ數すう。若わか物体ぶったい的てき电子數すう不等ふとう於質子こ數すう，导致正せい负电量りょう不平ふへい衡时，則のり称しょう该物体ぶったい带静せい电。当正とうせい负电量平りょうへい衡时，称しょう物体ぶったい的てき电性为电中性せい。靜せい電でん在日ざいにち常つね生活せいかつ中有ちゅうう很多用途ようと，例れい如，靜せい電でん油あぶら漆うるし系統けいとう能のう夠將瓷漆或ある聚氨酯漆，均ひとし勻地噴灑於物品ぶっぴん表面ひょうめん。

電子でんし與あずか質しつ子こ之の間あいだ的てき庫くら侖力能のう促使電子でんし被ひ束縛そくばく於原子げんし內部，因いん此為束縛そくばく電子でんし。兩個りゃんこ以上いじょう的てき原子げんし，會かい交換こうかん或ある分ぶん享とおる它們的てき束縛そくばく電子でんし，這是化學かがく鍵かぎ的てき主要しゅよう成因せいいん。当とう电子不ふ再さい被ひ束縛そくばく於原子げんし內部，而能够自由じゆう移うつり动於原子げんし以外いがい的てき空間くうかん时，則のり稱しょう此電子でんし为自由じゆう电子。多た個こ自由じゆう电子共同きょうどう移うつり动所产生的てき净流动现象ぞう称しょう为电流。在ざい許多きょた物理ぶつり現象げんしょう裏うら，像ぞう電でん傳導でんどう、磁性じせい或ある熱ねつ傳導でんどう，電子でんし都と扮ふん演えんじ了りょう重要じゅうよう角かく色しょく。移動いどう的てき電子でんし會かい產さん生せい磁場じば，也會被ひ外そと磁場じば偏へん轉てん。呈てい加速度かそくど運動うんどう的てき電子でんし會かい產さん生せい電磁でんじ輻射ふくしゃ現象げんしょう。

根據こんきょ大だい爆ばく炸理論ろん，宇宙うちゅう現存げんそん的てき電子でんし大部たいぶ份都是ぜ生成せいせい於大だい爆ばく炸事件じけん。但ただし也有やゆう一小部份是因為放射ほうしゃ性せい物質ぶっしつ的てきβべーた衰おとろえ變へん或ある高こう能のう量りょう碰撞而生成せいせい的てき，例れい如，當とう宇宙うちゅう線せん進入しんにゅう大氣たいき層そう時どき遇ぐう到いた的てき碰撞。在ざい另一方面ほうめん，許多きょた電子でんし會かい因いん為ため與あずか正せい子こ相しょう碰撞而互相しょう湮滅いんめつ，或ある者もの，會かい在ざい恆星こうせい內部製造せいぞう新しん原子核げんしかく的てき恆星こうせい核かく合成ごうせい過程かてい中ちゅう被ひ吸收きゅうしゅう。

在ざい實驗じっけん室しつ裏うら，像ぞう四極よんきょく離はなれ子こ阱一類的精密尖端儀器，可か以長時間じかん束縛そくばく電子でんし，以供觀察かんさつ和わ測量そくりょう。大型おおがた托たく卡馬克かつ設しつらえ施ほどこせ，像ぞう国くに际热核かく聚变实验反はん应堆，利用りよう磁場じば來らい約束やくそく住じゅう高熱こうねつ電でん漿中なか的てき電子でんし和わ離はなれ子こ，借か以實現じつげん受控核かく融合ゆうごう。無線むせん電でん望遠鏡ぼうえんきょう可か以用來らい偵測外そと太ふと空むなし的てき電子でんし電でん漿。

電子でんし被ひ广泛應用おうよう于電子でんし束たば焊接、陰極いんきょく射しゃ線せん管かん、電子でんし顯微鏡けんびきょう、放射線ほうしゃせん治療ちりょう、激げき光こう和わ粒子りゅうし加速器かそくき等とう领域。

历史

發現はつげん電でん現象げんしょう

很早以前いぜん，古希こき臘人就已經けい知道ともみち，琥珀こはく（古希こき臘語：ήλεκτρον）擁よう有ゆう一いち種しゅ奇特きとく的てき性質せいしつ：被ひ摩擦まさつ之これ後ご的てき琥珀こはく可か以吸引きゅういん轻小物体ぶったい。大だい约2500年ねん前まえ，古希こき臘哲學てつがく家か泰たい勒斯聲こえ稱たたえ他た曾經見み證しょう到いた琥珀こはく的てき這種奇特きとく的てき性質せいしつ。

東ひがし漢かん時期じき（約やく公おおやけ元もと一いち世紀せいき），王おう充たかし所ところ著ちょ書籍しょせき《論ろん衡》中有ちゅうう關せき於靜電でん的てき記載きさい：「頓ひたすら牟掇芥あくた」。頓ひたすら牟就是ぜ琥珀こはく，當とう琥珀こはく經過けいか摩擦まさつ之これ後ご，就會具有ぐゆう吸引きゅういん像ぞう草くさ芥あくた一類輕小物體的能力。公おおやけ元もと三さん世紀せいき，晉すすむ朝あさ張ちょう華はな的てき《博物はくぶつ志こころざし》第だい九きゅう卷かん中ちゅう也有やゆう記載きさい：“今こん人ひと梳くしけず頭あたま著ちょ髻たぶさ時じ，有ゆう隨したがえ梳くしけず解かい結ゆい有光ありみつ者しゃ，亦また有ゆう吒聲”。這句子こ的てき意思いし是ぜ，當とう梳くしけず理り頭髮とうはつ解かい開ひらけ髮結かみゆい時じ，因いん摩擦まさつ起電きでん而發出はっしゅつ的てき閃光せんこう和わ劈啪聲音こわね。

吉よし爾なんじ伯はく特發とくはつ明あかり的てき靜しずか電でん驗けん電器でんき是ぜ一種可以偵測靜電電荷的驗けん電器でんき。當とう帶電たいでん物體ぶったい接近せっきん金屬きんぞく指針ししん的てき尖端せんたん時じ，因よし為ため靜しずか電でん感應かんおう，異性いせい電荷でんか會かい移動いどう至いたり指針ししん的てき尖端せんたん，指針ししん與あずか帶電たいでん物體ぶったい會かい互相吸引きゅういん，從したがえ而使得とく指針ししん轉向てんこう帶電たいでん物體ぶったい。

1600年ねん，英国えいこく医い生せい威い廉かど·吉きち尔伯特とく指出さしで，琥珀こはく並なみ非ひ唯ただ一经过摩擦時會产生静せい电的まと物ぶつ质，他た又また区分くぶん出で电与磁不同ふどう的てき属性ぞくせい。他た撰せん寫うつし了りょう一本闡述電與磁的科學著作《论磁石せき》，從したがえ而開啟けい了りょう現代げんだい電でん學がく與あずか磁學。吉よし尔伯特とく创建了りょう新しん拉ひしげ丁ひのと语的まと術じゅつ语「electrica」（源みなもと自じ於「ήλεκτρον」，「ēlektron」，希まれ腊文的てき「琥珀こはく」），英文えいぶん翻譯ほんやく為ため「electrics」，意い指ゆび如同琥珀こはく一般當摩擦後會吸引微小物體的物質。這拉丁ひのと術語じゅつご後來こうらい衍生出で電でん的てき英文えいぶん術語じゅつご「electricity」等とう。

正負せいふ電でん的てき假想かそう與あずか發現はつげん

生なま於十じゅう八はち世紀せいき，富とみ蘭らん克かつ林りん對たい於電でん學がく貢獻こうけん良よ多おお。

查爾斯·篤あつ費ひ做實驗じっけん於1733年ねん發現はつげん，假かり若わか被ひ絲いと綢摩擦まさつ後ご的てき玻璃はり對たい於帶電たいでん的てき金箔きんぱく呈てい現出げんしゅつ排斥はいせき的てき現象げんしょう，則のり被ひ羊毛ようもう摩擦まさつ後ご的てき琥珀こはく會かい對たい這帶電たいでん的てき金箔きんぱく呈てい現出げんしゅつ吸引きゅういん的てき現象げんしょう。他た從したがえ這結果けっか與あずか很多其它類似るいじ結果けっか推斷すいだん，大だい自然しぜん有ゆう兩りょう種たね不同ふどう的てき「電でん」，他稱たしょう由よし絲いと綢摩擦まさつ玻璃はり生成せいせい的てき電でん為ため玻璃はり電でん，由ゆかり羊毛ようもう摩擦まさつ琥珀こはく生成せいせい的てき電でん為ため樹脂じゅし電でん。通過つうか摩擦まさつ的てき動作どうさ可か以將這兩種しゅ電でん分離ぶんり， 通過つうか合併がっぺい的てき動作どうさ可か以將這兩種しゅ電でん中和ちゅうわ。這雙そう流體りゅうたい理論りろん對たい於電現象げんしょう首くび次じ給きゅう出で解釋かいしゃく。稍やや後ご，美國びくに科學かがく家か埃ほこり柏かしわ奈澤·肯納斯理也獨立どくりつ獲得かくとく相しょう同どう的てき結論けつろん。

1747年ねん，美國びくに學者がくしゃ本ほん杰明·富とみ兰克林りん做電實驗じっけん發現はつげん，當とう摩擦まさつ玻璃はり時じ，作さく为被摩擦まさつ者しゃ的てき玻璃はり會かい獲得かくとく一いち些電，而摩擦まさつ者しゃ則のり會かい失しつ去さ一いち些電，在ざい摩擦まさつ的てき過程かてい中ちゅう，並なみ不ふ會かい生成せいせい任にん何なん電でん，只ただ會かい從したがえ摩擦まさつ者しゃ轉移てんい一些電到玻璃，整せい個こ孤立こりつ系統けいとう的てき總そう電でん量りょう不ふ會かい改變かいへん。為ため了りょう解釋かいしゃく類似るいじ這般しゃはん的てき電でん現象げんしょう，他た想そう出で一いち種しゅ單たん流體りゅうたい理論りろん，其表明ひょうめい，電でん現象げんしょう是ぜ源げん自じ於一種既看不見又無重量的流體所產生的作用，這種電でん流體りゅうたい瀰漫びまん於物體ぶったい裡うら，富とみ蘭らん克かつ林りん認みとめ為ため，電流でんりゅう體たい是ぜ由よし極ごく奇き奧おく妙みょう的てき粒子りゅうし所しょ組成そせい，這些粒子りゅうし彼此ひし之の間あいだ相互そうご排斥はいせき，但ただし會かい被ひ其它物質ぶっしつ強烈きょうれつ吸引きゅういん，因いん此，物質ぶっしつ能のう像ぞう海綿かいめん一般地吸引與儲存電流體。同どう時期じき，英國えいこく學者がくしゃ威い廉かど·沃森也獨立どくりつ給きゅう出で類似るいじ的てき單流たんりゅう體たい理論りろん。

十じゅう九きゅう世紀せいき初期しょき，约翰·道どう尔顿發表はっぴょう現代げんだい原子げんし論ろん。同どう時期じき，威い廉かど·普羅ふら特とく主張しゅちょう，每まい一種原子都是由單位粒子組成，而這單位たんい粒子りゅうし就是氫原子げんし。然しか而，學者がくしゃ做實驗じっけん獲得かくとく很多不ふ符合ふごう普羅ふら特とく假定かてい的てき結果けっか，例れい如，氯元素げんそ的てき原子げんし量りょう被ひ測はか得う為ため35.5個こ氫原子げんし量りょう。之これ後ご，很多種しゅ描述原子げんし內部結構けっこう的てき模型もけい也陸續ぞく出現しゅつげん，其中一些模型是基於假想的帶電粒子。在ざい1838年ねん至いたり1851年ねん期間きかん，英國えいこく醫い生せい理り查·萊敏猜測，大だい自然しぜん可能かのう存在そんざい帶たい有ゆう單位たんい電荷でんか的まと次じ原子げんし粒子りゅうし，而原子げんし則そく是ぜ由よし核心かくしん物質ぶっしつ與あずか這種以同心圓どうしんえん殼から的てき樣式ようしき一層一層圍繞在四周的帶電粒子所組成。1871年ねん，德とく國こく物理ぶつり學者がくしゃ威い廉かど·韋伯建議けんぎ，原子はらこ是ただし由よし一個帶正電的次原子粒子與一個帶負電的核心物質所組成．質量しつりょう非常ひじょう微小びしょう的てき次つぎ原子げんし粒子りゅうし環たまき繞にょう著ちょ質量しつりょう非常ひじょう大だい的てき核心かくしん物質ぶっしつ不ふ停とま地ち轉てん動どう，兩個りゃんこ物體ぶったい的てき帶電たいでん量りょう相しょう同どう。3年ねん後ご，愛あい爾なんじ蘭らん物理ぶつり學者がくしゃ喬たかし治ち·斯桐尼あま從したがえ研究けんきゅう電解でんかい現象げんしょう獲得かくとく結論けつろん，電解でんかい物質ぶっしつ所しょ涉わたる及的電でん量りょう是ぜ以離散りさん的てき形式けいしき呈てい現げん，這意味あじ著ちょ一種基本電量表現於大自然的物理行為之中，這基本きほん電でん量りょう是ぜ氫離子こ所帶じょたい的てき電でん量りょう，與あずか電解でんかい物質ぶっしつ的てき種類しゅるい無關むせき。他た又また於1891年ねん提議ていぎ，將はた這基本きほん電でん量りょう命名めいめい為ため「electron 」（電子でんし）。利用りよう法ほう拉ひしげ第だい電解でんかい定律ていりつ，他た估算出さんしゅつ基本きほん電でん量りょう的てき數すう值，其為當今とうぎん數すう值的1/16。斯桐尼あま認みとめ為ため，電子でんし永久えいきゅう地ち附ふ著ちょ於原子げんし，無む法被はっぴ移うつり除じょ，它會伴とも隨ずい原子げんし的てき每ごと一いち個こ化學かがく鍵かぎ。1881年ねん，德とく國こく物理ぶつり學者がくしゃ赫爾曼·馮·亥い姆霍茲強調きょうちょう，從したがえ法ほう拉ひしげ第だい電解でんかい定律ていりつ的てき結果けっか可か以總結ゆい，不ふ論ろん是正ぜせい電でん或ある是ぜ負まけ電でん，它們的てき電でん量りょう都と可か被ひ分割ぶんかつ至いたり基本きほん電でん量りょう，其物理ぶつり行為こうい如同帶電たいでん基礎きそ粒子りゅうし一般いっぱん。

發現はつげん陰極いんきょく射しゃ線せん

在ざい十じゅう九きゅう世紀せいき，多た位い物理ぶつり學者がくしゃ對たい於陰極いんきょく射しゃ線せん的てき實驗じっけん與あずか理論りろん研究けんきゅう為ため後來こうらい發現はつげん電子でんし奠定了りょう關せき鍵かぎ基礎きそ。1838年ねん，麥むぎ可か·法ほう拉ひしげ第だい做實驗じっけん研究けんきゅう在ざい玻璃はり管かん裡うら兩個りゃんこ電極でんきょく之の間あいだ的てき稀薄きはく氣體きたい的てき放電ほうでん現象げんしょう，他た發現はつげん，在ざい陽極ようきょく與あずか陰極いんきょく附近ふきん都と存在そんざい著ちょ穩定的てき輝光てるみつ區域くいき，而在兩個りゃんこ輝光てるみつ區域くいき之の間あいだ又また有ゆう一いち段だん黑くろ暗くら區域くいき，後來こうらい命名めいめい為ため法ほう拉ひしげ第だい暗くら空間くうかん。法ほう拉ひしげ第だい認みとめ為ため，這簡單かんたん與あずか明確めいかく的てき放電ほうでん現象げんしょう很值得とく做進一いち步ほ研究けんきゅう。然しか而，很久一いち段だん時期じき，物理ぶつり學者がくしゃ研究けんきゅう真空しんくう高だか壓あつ放電ほうでん現象げんしょう所しょ需的實驗じっけん條件じょうけん都と無む法被はっぴ滿足まんぞく。1850年代ねんだい，海うみ因いん里ざと希まれ·盧の木き考こう夫おっと製せい成なり可か提供ていきょう高だか壓あつ電流でんりゅう的てき盧の木き考こう夫おっと感應かんおう圈けん，1855年ねん，海うみ因いん里ざと希まれ·蓋ぶた斯勒研けん發出はっしゅつ高だか功こう能のう水銀すいぎん氣き泵與あずか改良かいりょう的てき放電ほうでん管かん，這時，物理ぶつり學者がくしゃ才ざい有功ゆうこう能のう足あし夠精良せいりょう的てき實驗じっけん器材きざい來らい研究けんきゅう真空しんくう高だか壓あつ放電ほうでん現象げんしょう。

尤ゆう利り烏がらす斯·普ふ呂りょ克かつ

1859年ねん，德とく国こく物理ぶつり學者がくしゃ尤ゆう利り烏がらす斯·普ふ吕克觀測かんそく到いた，當とう管かん內部氣體きたい足あし夠稀薄うす時じ，在ざい陰極いんきょく附近ふきん的てき管かん壁かべ會かい出現しゅつげん綠色みどりいろ磷光，施ほどこせ加か磁場じば可か以改變かいへん磷光的てき位置いち，因いん此，他た分ぶん辨べん出で這種放電ほうでん與あずか普通ふつう放電ほうでん不同ふどう，他た推斷すいだん綠色みどりいろ磷光是ぜ出自しゅつじ於電流りゅう撞擊於玻璃はり所產しょさん生せい的てき現象げんしょう。普ひろし吕克的てき學生がくせい約やく翰·希まれ托たく夫おっと於1869年ねん發現はつげん，假設かせつ在ざい陰極いんきょく與あずか磷光之の間あいだ置おけ入にゅう一塊ひとかたまり物體ぶったい，則のり輝光てるみつ會かい被ひ限きり制せい在ざい陰極いんきょく與あずか物體ぶったい之の間あいだ，玻璃はり管かん壁かべ會かい因いん為ため物體ぶったい的てき遮さえぎ擋而在ざい磷光曲面きょくめん內出現しゅつげん一いち片へん陰影いんえい，這意味あじ著ちょ輝光てるみつ是ぜ由よし只ただ會かい以直線せん傳播でんぱ的てき射しゃ線せん形成けいせい，並なみ且在管かん壁かべ造成ぞうせい磷光。1876年ねん，德とく国こく物理ぶつり學者がくしゃ歐おう根ね·戈ほこ爾なんじ德とく斯坦發現はつげん，輝光てるみつ不ふ是ぜ朝あさ著ちょ所有しょゆう方向ほうこう發射はっしゃ，而是朝あさ著ちょ垂直すいちょく於陰極いんきょく表面ひょうめん的てき方向ほうこう發射はっしゃ，這與燭光しょっこう的てき發射はっしゃ方式ほうしき大だい不ふ相あい同どう，燭光しょっこう是ぜ朝あさ著ちょ所有しょゆう方向ほうこう發射はっしゃ。戈ほこ爾なんじ德とく斯坦稱しょう這輝光こう為ため陰極いんきょく射しゃ線せん，他た主張しゅちょう，陰極いんきょく射しゃ線せん是ぜ某ぼう種しゅ傳播でんぱ於乙おつ太ふと的てき電磁波でんじは，因いん為ため，如同紫外線しがいせん一般いっぱん，陰極いんきょく射しゃ線せん以直線せん移動いどう，並なみ且當撞擊時じ會かい造成ぞうせい磷光。

克かつ倫りん威い爾なんじ·瓦かわら理り在ざい1871年ねん提議ていぎ，陰極いんきょく射しゃ線せん是ぜ由よし陰極いんきょく排出はいしゅつ的てき粒子りゅうし所しょ組成そせい，由ゆかり於會被ひ磁場じば影響えいきょう，這些粒子りゅうし帶たい有ゆう負まけ電でん。1879年ねん，威い廉かど·克かつ鲁克斯建議けんぎ，因いん撞擊陰極いんきょく而獲得かくとく負まけ電でん的てき氣體きたい粒子りゅうし形成けいせい了りょう陰極いんきょく射しゃ線せん，由ゆかり於彼此互相しょう排斥はいせき，所以ゆえん它們的てき發射はっしゃ方向ほうこう垂直すいちょく於陰極いんきょく，又また由よし於帶有ゆう負まけ電でん，所以ゆえん它們的てき軌跡きせき可か以被磁場じば偏へん轉てん。这論述ろんじゅつ遭到了りょう海うみ因いん里ざと希まれ·赫茲與あずか戈ほこ爾なんじ德とく斯坦等とう物理ぶつり学者がくしゃ的てき反はん对，他た們聲明せいめい，陰極いんきょく射しゃ線せん是ぜ傳播でんぱ於乙おつ太ふと的てき波動はどう。1883年ねん，赫兹做實驗じっけん發現はつげん，陰極いんきょく射しゃ線せん似に乎不會かい生成せいせい任にん何なん電場でんじょう力りょく與あずか磁場じば力りょく，也不會かい被ひ電場でんじょう影響えいきょう。赫兹在ざい1892年ねん又また發現はつげん，阴极射しゃ线可以穿過か薄うす金屬きんぞく箔はく。波動はどう派は藉此聲ごえ稱たたえ，既すんで然しか阴极射しゃ线可以穿過か薄うす金屬きんぞく箔はく，而普通どおり光線こうせん卻無法ほう穿ほじ過か，可か想そう而知的てき是ぜ，粒子りゅうし應おう該也無法むほう穿ほじ過か，所以ゆえん，陰極いんきょく射しゃ線せん應おう該是波動はどう。约瑟夫おっと·汤姆孙在ざい1893年ねん反駁はんばく，被ひ陰極いんきょく射しゃ線せん的てき粒子りゅうし撞擊的てき薄うす金屬きんぞく箔はく或ある許もと已やめ被ひ激發げきはつ為ため陰極いんきょく射しゃ線せん的てき發射はっしゃ源げん。

發現はつげん電子でんし

約やく瑟夫·湯ゆ姆森，電子でんし的てき發現はつげん者しゃ。

剑桥大学だいがく卡文迪すすむ许实验室的てき约瑟夫おっと·汤姆孙於1897年ねん重じゅう做赫兹的1883年ねん实验。使用しよう真空しんくう度ど更さら高だか的てき真空しんくう管かん和わ更さら强的ごうてき电场，他た观察出で阴极射しゃ线的偏へん转，并计算出さんしゅつ組成そせい阴极射しゃ线的粒子りゅうし的てき電荷でんか質量しつりょう比ひ$e/m$。由よし於這數すう值與陰極いんきょく物質ぶっしつ、放電ほうでん管かん內氣體たい無關むせき，汤姆孙推斷すいだん陰極いんきょく射しゃ線せん的てき粒子りゅうし源げん自じ於在陰極いんきょく附近ふきん被ひ強電きょうでん場じょう分解ぶんかい的てき氣體きたい原子げんし，這粒子りゅうし為ため所有しょゆう物質ぶっしつ的てき組ぐみ分ぶん。由よし於這數すう值是電解でんかい實驗じっけん獲得かくとく的てき氫離子こ電荷でんか質量しつりょう比ひ的てき千せん分ふん之の一いち倍ばい，汤姆孙錯誤さくご推斷すいだん，這粒子りゅうし的てき質量しつりょう很小，電荷でんか很大，稍やや後こう修正しゅうせい為ため，粒子りゅうし的てき帶電たいでん量りょう等とう於電解でんかい單位たんい電荷でんか，而質量りょう則そく為ため氫原子げんし的てき千せん分ふん之の一いち。汤姆孙稱這粒子りゅうし為ため「微粒びりゅう」（corpuscle），就是微小びしょう粒子りゅうし的てき意思いし。這是為ため了りょう要よう與あずか術語じゅつご「電子でんし」有ゆう所しょ區別くべつ，在ざい那な時期じき，電子でんし指ゆび的てき仍舊是ぜ斯桐尼あま的てき基本きほん電でん量りょう，而不是ぜ一いち種しゅ物質ぶっしつ。不ふ久之ひさゆき後ご，喬たかし治ち·費ひ茲傑羅ら不ふ同意どうい地ち表示ひょうじ，陰極いんきょく射しゃ線せん的てき粒子りゅうし實際じっさい就是「自由じゆう電子でんし」，即そく沒ぼつ有ゆう實體じったい的てき電荷でんか，他た強調きょうちょう，這粒子りゅうし不ふ是ぜ原子げんし的てき組ぐみ分ぶん，原子はらこ是ただし無法むほう分解ぶんかい的てき，物理ぶつり學者がくしゃ不ふ應おう該重蹈煉ねり金きん術じゅつ覆轍ふくてつ。後來こうらい，由ゆかり於費茲傑羅ら、約やく瑟夫·拉ひしげ莫爾、亨とおる德とく里さと克かつ·勞ろう侖茲等とう人ひと大力だいりき推行，學術がくじゅつ界かい選擇せんたく採用さいよう術語じゅつご「電子でんし」來らい稱呼しょうこ新しん發現はつげん的てき粒子りゅうし。1899年ねん，汤姆孙實驗じっけん團だん隊たい做光電でん效こう應おう實驗じっけん與あずか熱ねつ離はなれ子こ發射はっしゃ實驗じっけん測はか得う於先前ぜん陰極いんきょく射しゃ線せん等とう同どう的てき電荷でんか質量しつりょう比ひ，這意味あじ著ちょ這些實驗じっけん所しょ涉わたる及的粒子りゅうし都と是ぜ電子でんし。由よし於汤姆孙建議けんぎ電子でんし為ため組成そせい物質ぶっしつ的てき基礎きそ粒子りゅうし，並なみ且做實驗じっけん確かく切きり證しょう實じつ他た的てき論述ろんじゅつ，他た被ひ公認こうにん為ため電子でんし的てき發現はつげん者しゃ。電子でんし是ぜ人類じんるい發現はつげん的てき第だい一いち種しゅ基礎きそ粒子りゅうし。

1896年ねん，法ほう國こく物理ぶつり學がく家か亨とおる利り·貝かい克かつ勒在ざい進行しんこう實驗じっけん研究けんきゅう硫酸りゅうさん铀酰暴露ばくろ在ざい太陽たいよう時じ發射はっしゃ輻射ふくしゃ的てき現象げんしょう時じ，他た發現はつげん該物質ぶっしつ不ふ需要じゅよう太陽たいよう照射しょうしゃ，就會自然しぜん發射はっしゃ輻射ふくしゃ。這關於放射ほうしゃ性せい物質ぶっしつ的てき實驗じっけん結果けっか引起許多きょた科學かがく家か的てき興趣きょうしゅ，包括ほうかつ紐ひも西にし蘭らん物理ぶつり學者がくしゃ歐おう尼あま斯特·拉ひしげ塞ふさが福ぶく在ざい內，他た於1899年ねん發現はつげん，按照穿ほじ透とおる物質ぶっしつ的てき能力のうりょく，至いたり少しょう有ゆう兩りょう種たね不同ふどう的てき放射線ほうしゃせん，拉ひしげ塞ふさが福ぶく將はた較為容易ようい被ひ吸收きゅうしゅう的てき放射線ほうしゃせん取と名めい為ためαあるふぁ射い線せん，而穿透とおる能力のうりょく較大的てき取と名めい為ためβべーた射い線せん。貝かい克かつ勒於1900年ねん成功せいこう使用しよう電場でんじょう將はた這兩種しゅ射しゃ線せん分離ぶんり。1902年ねん沃爾特とく·考こう夫おっと曼發現はつげん，貝かい他た射い線せん和わ陰極いんきょく射しゃ線せん的てき電荷でんか質量しつりょう比ひ相等そうとう。這些證據しょうこ使し得物えもの理學りがく者しゃ確定かくてい貝かい他た射い線せん就是陰極いんきょく射しゃ線せん，由ゆかり此更堅けん決けつ確認かくにん相しょう信しん電子でんし本ほん為ため原子げんし的てき一いち部分ぶぶん。

羅ら伯はく特とく·密みつ立根たつこん

1898年ねん，汤姆孙做實驗じっけん發現はつげん，假設かせつ照射しょうしゃX射い線せん於氣體たい，使用しよう所產しょさん生せい的てき負まけ離はなれ子來こらい將しょう過飽和かほうわ水蒸氣すいじょうき凝結ぎょうけつ，則のり可か以粗略りゃく測量そくりょう帶電たいでん水滴すいてき的てき帶電たいでん量りょう，其與電解でんかい實驗じっけん獲得かくとく的てき氫離子こ帶電たいでん量りょう大約たいやく相等そうとう。隔年かくねん，他た利用りよう光ひかり電でん效こう應おう來らい進行しんこう類似るいじ實驗じっけん，仍舊獲得かくとく同樣どうよう結果けっか。但ただし是ぜ這些實驗じっけん所しょ獲得かくとく的てき數すう值是很多帶電たいでん水滴すいてき的てき統計とうけい平均へいきん值，它們並なみ未み能のう證しょう實じつ所有しょゆう電子でんし的てき帶電たいでん量りょう相等そうとう。美國びくに物理ぶつり學がく家か羅ら伯はく特とく·密みつ立根たつこん在ざい1909年ねん起おこり完成かんせい一系列實驗測量電子的帶電量。起おこり初はつ，他た使用しよう水滴すいてき為ため測量そくりょう對象たいしょう，後來こうらい，由ゆかり於油滴しずく的てき蒸發じょうはつ率りつ較低，他た改あらため使用しよう油ゆ滴しずく，在ざい這些油あぶら滴しずく實驗じっけん裏うら，他た仔細しさい地ち測量そくりょう，帶電たいでん油ゆ滴しずく在ざい重力じゅうりょく與あずか電場でんじょう的てき庫くら倫りん力りょく的てき雙そう重じゅう影響えいきょう下か的てき懸かか浮運動うんどう。從したがえ獲得かくとく的てき數すう據よりどころ，所有しょゆう油ゆ滴しずく的てき帶電たいでん量りょう皆みな為ため同一どういつ數字すうじ的てき整せい倍數ばいすう，因いん此認定にんてい此數值為單一たんいつ電子でんし的てき電荷でんか，即そく基本きほん電荷でんか，並なみ且斷定だんてい，電でん的てき基本きほん結構けっこう是ぜ自然しぜん不可分ふかぶん的てき基本きほん電荷でんか，而不是ぜ多た個こ不同ふどう數すう值的統計とうけい平均へいきん值，也意味あじ著ちょ電でん的てき量子りょうし化か。這實驗じっけん對たい於電子でんし的てき存在そんざい給きゅう出で最さい為ため直接ちょくせつ與あずか明確めいかく的てき佐さ證しょう。俄にわか國こく物理ぶつり學者がくしゃ亞あ伯はく蘭らん·約やく費ひ於1911年ねん利用りよう光ひかり電でん效こう應おう，照射しょうしゃ紫外線しがいせん於鋅金屬きんぞく微粒びりゅう子來こらい製せい成なり帶電たいでん金屬きんぞく微粒子びりゅうし，然しか後こう測量そくりょう其帶電たいでん量りょう，他た也獨立どくりつ獲得かくとく同樣どうよう結果けっか。

原子げんし理論りろん

原子げんし的てき波なみ耳みみ模型もけい示しめせ意圖いと，顯示けんじ出で以主しゅ量子りょうし數すう $n\,\!$ 標記ひょうき的てき三さん個こ量子りょうし態たい能のう級きゅう。當とう一個電子從能級較高的量子態，躍おど遷至能のう級きゅう較低的てき量子りょうし態たい時じ，會かい發射はっしゃ一いち個こ光子こうし；這光子こうし的てき能のう量りょう等とう於兩個りゃんこ量子りょうし態たい的てき能のう級きゅう差額さがく。

在ざい不同ふどう的てき时代，人にん们对电子在原ありはら子中こなか的てき存在そんざい方式ほうしき有ゆう过各种不同ふどう的てき推测。湯ゆ姆森的てき梅子うめこ布ぬの丁ひのと模型もけい是ぜ比較ひかく古こ早はや的てき原子げんし模型もけい，發表はっぴょう於1904年ねん，湯ゆ姆森主張しゅちょう，原子はらこ是ただし電子でんし散布さんぷ於呈球形きゅうけい均ひとし勻分布ぶんぷ的てき帶たい正せい電でん物質ぶっしつ內部，就如同どう梅子うめこ散布さんぷ於布ぬの丁ひのと內部一般いっぱん。由よし於原子げんし的てき質量しつりょう是ぜ電子でんし的てき幾いく千せん倍ばい，湯ゆ姆森認みとめ為ため，每まい個こ質量しつりょう為ためm的てき原子げんし大約たいやく含有がんゆう1000m個こ電子でんし。為ため了りょう便びん於分析ぶんせき，湯ゆ姆森將はた電子でんし排列はいれつ成なり一いち系列けいれつ共とも面めん的てき同心圓どうしんえん樣式ようしき，同心圓どうしんえん的てき半徑はんけい越えつ大だい，電子でんし排列はいれつ的てき數量すうりょう越えつ大だい。當とう數量すうりょう超過ちょうか某ぼう閾值，同心圓どうしんえん會かい變へん得え不ふ穩定，為ため了りょう維持いじ原子げんし的てき穩定性せい，會かい形成けいせい一個新的更大的同心圓，超ちょう額がく電子でんし會かい移動いどう到いた新しん的てき同心圓どうしんえん，這些超ちょう額がく電子でんし決定けってい了りょう元素げんそ的てき化學かがく性質せいしつ。

在ざい歐おう尼あま斯特·拉ひしげ塞ふさが福ぶく的てき指導しどう下か，漢かん斯·蓋ぶた革かわ和わ欧おう内ない斯特·马斯登とう於1909年ねん做實驗じっけん照射しょうしゃαあるふぁ粒子りゅうし於薄金箔きんぱく紙し，這就是ぜ著名ちょめい的てき拉ひしげ塞ふさが福ぶく散ち射い實驗じっけん，其展示てんじ出でαあるふぁ粒子りゅうし可か以被大だい角度かくど散ち射い，因いん此徹底そこ推翻了りょう湯ゆ姆森的てき梅子うめこ布ぬの丁ひのと模型もけい。兩年りょうねん後ご，拉ひしげ塞ふさが福ぶく設計せっけい出で拉ひしげ塞ふさが福ぶく模型もけい。在ざい這模型がた裏うら，原子げんし的てき中心ちゅうしん有ゆう一いち個こ帶たい正せい電でん、帶おび質量しつりょう的てき原子核げんしかく，在ざい原子核げんしかく的てき四周是帶負電的電子雲。從したがえ拉ひしげ塞ふさが福ぶく模型もけい，拉ひしげ塞ふさが福ぶく推導出どうしゅつ散ち射い公式こうしき，其預測はか與あずか實驗じっけん結果けっか相しょう符合ふごう。然しか而，在ざい拉ひしげ塞ふさが福ぶく散ち射い實驗じっけん裡うら，主しゅ角すみ是ただし原子核げんしかく，而電子でんし並なみ不ふ重要じゅうよう，因いん此拉塞ふさが福ぶく不能ふのう空そら口こう無む憑地給きゅう出で原子げんし的てき電子でんし組ぐみ態たい，也無法用ほうよう這模型がた對たい於化學かがく結合けつごう、元素げんそ列れつ表ひょう、原子はらこ光ひかり譜ふ給きゅう出で解釋かいしゃく。儘管拉ひしげ塞ふさが福ぶく模型もけい並なみ不ふ完備かんび，它為後來こうらい的てき波なみ耳みみ模型もけい奠定了りょう良好りょうこう的てき基礎きそ。

於1913年ねん，尼あま爾なんじ斯·波は耳みみ提出ていしゅつ了りょう波なみ耳みみ模型もけい。在ざい这模型がた中ちゅう，电子穩定运动於原子げんし的てき特定とくてい轨域，其具有ぐゆう特定とくてい的てき能のう級きゅう。距离原子核げんしかく越えつ远，轨域的てき能のう級きゅう就越高だか。當とう电子從したがえ高だか能のう級きゅう轨域，跃迁到低能ていのう級きゅう轨域时，它会釋えしゃく出で能のう量りょう。相反あいはん的てき，从低能ていのう級きゅう轨域跃迁到高だか能のう級きゅう轨域，则會吸收きゅうしゅう能のう量りょう。藉著這些量子りょうし化か轨域，波は耳みみ正確せいかく地ち計けい算出さんしゅつ氫原子げんし光こう譜ふ。在ざい那な時期じき，波は耳みみ模型もけい的てき理論りろん基礎きそ似に乎異乎尋常じんじょう，很難令れい人じん信服しんぷく，但ただし是ぜ，它的預あずか測はか與あずか很多與あずか實驗じっけん結果けっか相しょう符合ふごう。波なみ耳みみ模型もけい並なみ不能ふのう夠解釋かいしゃく光こう譜ふ的てき相對そうたい強度きょうど，也無法ほう計けい算出さんしゅつ更さら複雜ふくざつ原子げんし的てき光ひかり譜ふ，這些難題なんだい尚なお待まち後來こうらい量子力學りょうしりきがく給きゅう出で合理ごうり解釋かいしゃく。

在ざい化學かがく裡うら，幾いく個こ原子げんし怎樣結合けつごう成なり為ため化合かごう物ぶつ或ある分子ぶんし在ざい研究けんきゅう物質ぶっしつ性質せいしつ方面ほうめん是ぜ很重要じゅうよう的てき論題ろんだい，對たい於各種しゅ不同ふどう元素げんそ而言，結合けつごう能力のうりょく與あずか結合けつごう成果せいか的てき差異さい很大，而且與あずか不ふ同どう元素げんそ的てき原子げんし結構けっこう有ゆう關せき。在ざい1897 年ねん，電子でんし的てき發現はつげん首くび先さき揭露出ろしゅつ原子げんし結構けっこう的てき艱深奧秘おうひ。之これ後ご，隨ずい著ちょ描述原子げんし結構けっこう的てき原子げんし模型もけい的てき改善かいぜん，關せき於原子げんし結合けつごう的てき論述ろんじゅつ也變得とく越えつ加か有ゆう條じょう有理ゆうり，並なみ且經得とく起おこし越えつ加か嚴格げんかく的てき實驗じっけん檢けん試ためし。1904年ねん，在ざい湯ゆ姆森提出ていしゅつ梅子うめこ布ぬの丁ひのと模型もけい的てき那な年ねん，理り查德·阿おもね贝格提議ていぎ，採用さいよう新しん發現はつげん的てき電子でんし來らい詮かい釋しゃく化合かごう價か，其先前まえ的てき詮かい釋しゃく為ため原子げんし在ざい結合けつごう時じ的てき化學かがく鍵かぎ數量すうりょう，新しん的てき詮かい釋しゃく則のり為ため原子げんし在ざい結合けつごう時給じきゅう出で或ある獲得かくとく的てき電子でんし數量すうりょう。1907年ねん，湯ゆ姆森提議ていぎ，兩個りゃんこ原子げんし之の間あいだ的てき極性きょくせい鍵かぎ指ゆび的てき是ぜ電子でんし從したがえ一個原子轉移到另一個原子。1914年ねん，他た承認しょうにん除じょ了りょう極性きょくせい鍵かぎ以外いがい，還かえ存在そんざい有ゆう非ひ極性きょくせい鍵かぎ，並なみ且粗略りゃく推測すいそく電子でんし與あずか非ひ極性きょくせい鍵かぎ的てき關係かんけい。

立方りっぽう原子げんし模型もけい。

美國びくに物理ぶつり化學かがく學者がくしゃ吉よし爾なんじ伯はく特とく·路ろ易えき斯於1902年ねん提出ていしゅつ立方りっぽう原子げんし模型もけい。按照這模型がた，每まい個こ電子でんし被ひ排列はいれつ在ざい立方體りっぽうたい的てき一いち個こ定點ていてん，而原子核げんしかく的てき位置いち則そく是ぜ在ざい立方體りっぽうたい的てき中心ちゅうしん，假かり若わか立方體りっぽうたい的てき八個定點都被填滿，則のり會かい有ゆう一個新的更大的同心立方體提供給電子排列。他た的てき模型もけい能のう夠推斷すいだん出で週しゅう期き表ひょう前面ぜんめん十じゅう幾いく個こ元素げんそ的てき電子でんし數量すうりょう，除じょ了りょう氦元素げんそ以外いがい。他た的てき模型もけい還かえ可か以解釋かいしゃく極性きょくせい化合かごう物ぶつ（離はなれ子こ化合かごう物ぶつ）的てき形成けいせい機き制せい，但ただし無法むほう解釋かいしゃく非ひ極性きょくせい化合かごう物的ぶってき形成けいせい機き制せい。直ちょく到いた1916年ねん，他た才ざい發表はっぴょう這些早期そうき論述ろんじゅつ，他た並なみ且提議ていぎ，結合けつごう成分せいぶん子こ的てき兩個りゃんこ原子げんし之の間あいだ的てき非ひ極性きょくせい鍵かぎ是ぜ一いち對たい共用きょうよう電子でんし。這非極性きょくせい鍵かぎ被ひ稱しょう為ため共きょう價あたい鍵かぎ。這一對たい共用きょうよう電子でんし稱しょう為ため「電子でんし對たい」。他た的てき提議ていぎ對たい於現代だい化學かがく產さん生せい重大じゅうだい影響えいきょう。基本きほん而言，極性きょくせい鍵かぎ與あずか非ひ極性きょくせい鍵かぎ的てき物理ぶつり行為こうい都と相しょう同どう：原子げんし與原よはら子こ共同きょうどう分ぶん享とおる電子でんし。1919年ねん，歐文おうぶん·朗ろう繆爾將しょう路ろ易えき斯的立方りっぽう形がた原子げんし模型もけい加か以改良かいりょう延伸えんしん，他た提議ていぎ，所有しょゆう電子でんし都と分ぶん佈於一いち層そう層そう同心どうしん的てき（接近せっきん同心どうしん的てき）、等とう厚あつ度ど的てき球形きゅうけい殼から。他た又また將はた每まい個こ球形きゅうけい殼から分ぶん為ため幾いく個こ細胞さいぼう，每まい一個細胞都佔有同樣面積的球形殼，都と含有がんゆう最多さいた一いち對たい電子でんし。朗ろう繆爾的てき模型もけい能のう夠解釋かいしゃく那な時期じき所有しょゆう已やめ知ち元素げんそ的てき化學かがく性質せいしつ。應用おうよう埃ほこり爾しか溫ぬる·薛丁格かく新しん提出ていしゅつ的てき量子力學りょうしりきがく理論りろん與あずか沃爾夫おっと岡おか·包つつみ立りつ的てき包つつみ立りつ不ふ相あい容よう原理げんり，瓦かわら尔特·海うみ特とく勒和わ弗どる里さと茨いばら·伦敦於1927年ねん對たい於最簡單かんたん的てき案あん例れい，氫分子ぶんし的てき共きょう價あたい鍵かぎ形成けいせい機き制せい，給きゅう出で合理ごうり解釋かいしゃく。

為ため了りょう解釋かいしゃく鹼金屬きんぞく光ひかり譜ふ的てき雙そう重じゅう線せん結構けっこう，1924年ねん，奧地おくち利り物理ぶつり學者がくしゃ沃爾夫おっと岡おか·包つつみ立りつ提議ていぎ特別とくべつ設定せってい一いち個こ自じ旋量子りょうし數すう，其數值只能のう在ざい$+1/2$與あずか$-1/2$這兩個數こすう值中挑選一いち個こ數すう值，電子でんし在ざい原子げんし裡うら的てき量子りょうし態たい可か以用一いち組くみ參さん數すう來らい設定せってい，這一いち組くみ參さん數すう為ため主しゅ量子りょうし數すう$n$，角すみ量子りょうこ數すう$\ell$，磁量子りょうし數すう$m_{\ell }$和わ自じ旋量子りょうし數すう$m_{s}$。按照包つつみ立りつ所しょ創建そうけん的てき包つつみ立りつ不ふ相あい容よう原理げんり，在ざい原子げんし裡うら的てき每ごと一個電子都處於不同的量子態。隔年かくねん，為ため了りょう解釋かいしゃく反はん常つね塞ふさが曼效應おう，荷に蘭らん物理ぶつり學がく家か塞ふさが缪尔·古德ことく斯米特とく和わ喬たかし治ち·烏がらす倫りん貝かい克かつ提議ていぎ，除じょ了りょう運動うんどう軌域的てき角かく動どう量りょう以外いがい，電子でんし還かえ擁よう有ゆう內在的てき角かく動どう量りょう，稱たたえ為ため自じ旋，電子でんし的てき自じ旋為$1/2$，在ざい磁場じば作用さよう下か，沿著磁場じば方向ほうこう可か以是上じょう旋$+1/2$或ある下した旋$-1/2$，這是電子でんし在ざい原子げんし裡うら的てき自じ旋量子りょうし數すう。

量子力學りょうしりきがく

参まいり见：量子力學りょうしりきがく史し

為ため了りょう要よう解釋かいしゃく光ひかり電でん效こう應おう的てき物理ぶつり機き制せい，阿おもね爾しか伯はく特とく·愛あい因いん斯坦於1905年ねん提出ていしゅつ了りょう光こう的てき波なみ粒つぶ二に象ぞう性せい，即そく光ひかり具有ぐゆう粒子りゅうし性せい與あずか波動はどう性せい。1924年ねん，法ほう國こく物理ぶつり學者がくしゃ路みち易えき·德とく布ぬの羅ら意い在ざい博士はかせ論文ろんぶん《量子りょうし理り论研究けんきゅう》裏うら提議ていぎ，如同光波こうは一般いっぱん，物質ぶっしつ也具有ぐゆう波は粒つぶ二に象ぞう性せい，因いん此，在ざい適當てきとう狀況じょうきょう下か，電子でんし會かい顯示けんじ出で波動はどう性せい。1927年ねん，英國えいこく物理ぶつり學がく家か喬たかし治ち·湯ゆ姆森做實驗じっけん照射しょうしゃ相對そうたい論ろん性せい電子でんし束たば於金屬きんぞく薄膜うすまく，同年どうねん，美國びくに物理ぶつり學がく家か柯林頓ひたぶる·戴維森もり和わ雷かみなり斯特·革かわ末まつ做實驗じっけん照射しょうしゃ低能ていのう量りょう電子でんし束たば於鎳晶あきら體からだ，這兩個りゃんこ實驗じっけん都と分別ふんべつ測はか得う各自かくじ特徵とくちょう的てき干涉かんしょう圖案ずあん，因いん此證實じつ電子でんし具有ぐゆう波動はどう性せい。

在ざい量子力學りょうしりきがく裏うら，束縛そくばく於原子げんし內部的てき電子でんし的てき物理ぶつり行為こうい可か以用原子げんし軌域來らい描述，這軌域いき並なみ不ふ是ぜ軌道きどう，而是機き率りつ幅はば。機き率りつ分ぶん佈是ぜ機き率りつ幅はば絕對ぜったい值的平方へいほう。此圖顯示けんじ1s原子げんし軌域。在ざい每まい個こ位置いち的てき色彩しきさい濃淡のうたん表示ひょうじ電子でんし處しょ於那位置いち的てき相對そうたい機き率りつ。

德とく布ぬの羅ら意い的てき波なみ粒つぶ二に象ぞう性せい論述ろんじゅつ給きゅう予よ埃ほこり爾しか溫ぬる·薛丁格かく寶たから貴たか啟示けいじ：既すんで然しか粒子りゅうし具有ぐゆう波動はどう性せい，那な麼必定ひつじょう存在そんざい有ゆう波動はどう方かた程ほど能のう夠描述じゅつ粒子りゅうし的てき波動はどう行為こうい。經過けいか一番いちばん努力どりょく，薛丁格かく於1926年ねん找到了りょう這波動はどう方かた程ほど，後來こうらい稱たたえ為ため薛丁格かく方かた程ほど，是ぜ量子力學りょうしりきがく的てき基礎きそ方かた程ほど之の一いち。使用しよう這方程ほど，薛丁格かく計けい算出さんしゅつ氫原子げんし光こう譜ふ的てき頻しき率りつ數すう值，其符合ふごう實驗じっけん結果けっか。不ふ久之ひさゆき後ご，學者がくしゃ們使用しよう這方程ほど來らい成功せいこう預あずか測はか其它原子げんし、分子ぶんし、離はなれ子こ等とう的てき性質せいしつ。對たい於為什麼いんも在ざい原子げんし裡うら的てき電子でんし會かい穩定地ち運動うんどう於特定とくてい的てき能のう級きゅう軌域，這方程ほど也能給きゅう出で合理ごうり解釋かいしゃく，雖然它不能ふのう決定けってい性せい地ち給きゅう出で電子でんし的てき運動うんどう軌道きどう，即そく電子でんし在ざい任意にんい時間じかん的てき位置いち，但ただし是ぜ，它可以計算出さんしゅつ電子でんし處しょ於某位置いち的てき機き率りつ，也就是ぜ說せつ，在ざい某ぼう位置いち找到電子でんし的てき機き率りつ。

薛丁格かく方かた程ほど並なみ沒ぼつ有ゆう涉わたる及到相對そうたい論ろん效こう應おう。為ため了りょう要よう涵蓋相對そうたい論ろん效こう應おう，必須ひっす將はた薛丁格かく方かた程ほど加か以延伸えんしん。1928年ねん，保ほ羅ら·狄拉克かつ發表はっぴょう了りょう狄拉克かつ方かた程ほど，其能夠描述じゅつ相對そうたい論ろん性せい電子でんし的てき物理ぶつり行為こうい，例れい如，電子でんし自じ旋。為ため了りょう要よう解釋かいしゃく狄拉克かつ方程式ほうていしき的てき自由じゆう電子でんし解かい所しょ遇ぐう到いた的てき反はん常つね的てき負ふ能のう量りょう態たい問題もんだい，他た預言よげん宇宙うちゅう中ちゅう存在そんざい有ゆう正せい電子でんし，即そく電子でんし的てき反はん粒子りゅうし，與あずか電子でんし的てき質量しつりょう相しょう同どう，電でん性せい相反あいはん。1932年ねん，卡爾·安やす德森とくのもり做宇宙うちゅう射しゃ線せん實驗じっけん在ざい云うん室しつ的てき轨迹中ちゅう发现了りょう正せい電子でんし。

根據こんきょ狄拉克かつ理論りろん，氫原子げんし的てき兩個りゃんこ$2S_{1/2}$與あずか$2P_{1/2}$能のう態たい應おう該是簡併態たい，不ふ會かい有能ゆうのう量りょう差さ值，然しか而，威い利り斯·蘭らん姆與あずか研究けんきゅう生せい羅ら伯はく特とく·雷かみなり瑟福於1947年ねん在ざい哥倫比ひ亞あ輻射ふくしゃ實驗じっけん室しつ做實驗じっけん發現はつげん，這兩個りゃんこ能のう階かい間あいだ竟然出現しゅつげん微小びしょう能のう量りょう差さ值。這現象げんしょう稱たたえ為ため蘭らん姆位移うつり。從したがえ1946年ねん至いたり1948年ねん，波なみ利り卡普·庫こ施ほどこせ和わ亨とおる利り·福ぶく立りつ在ざい共同きょうどう完成かんせい的てき一いち系列けいれつ實驗じっけん中ちゅう，發現はつげん電子でんし的てき異常いじょう磁矩，即そく電子でんし的てき磁矩比ひ狄拉克かつ理論りろん的てき預あずか估稍微ほろ大だい一いち點てん。1940年代ねんだい，朝永あさなが振一郎しんいちろう、朱しゅ利とし安やす·施ほどこせ溫ゆたか格かく和わ理り察·費ひ曼等とう創建そうけん了りょう量子りょうし電動でんどう力學りきがく，其可以對於這些現象げんしょう給きゅう出で合理ごうり解釋かいしゃく。

粒子りゅうし加速器かそくき

主しゅ条目じょうもく：粒子りゅうし加速器かそくき

汤姆孙於1897年ねん發現はつげん電子でんし這創舉所使用しよう的てき陰極いんきょく射しゃ線せん管かん就是一種原始簡單的粒子加速器，其利用りよう兩個りゃんこ電極でんきょく之の間あいだ的てき電壓でんあつ差さ來らい促使電子でんし加速かそく。自じ從したがえ那な突破とっぱ性せい發現はつげん後ご，隨ずい著ちょ科技かぎ的てき發展はってん，半はん個こ世紀せいき後ご，粒子りゅうし加速器かそくき已やめ發展はってん成なり為ため研究けんきゅう亞あ原子げんし粒子りゅうし不可ふか或ある缺かけ的てき工具こうぐ。1942年ねん，伊い利り諾だく大學だいがく香が檳分校こう物理ぶつり學者がくしゃ唐から納おさめ德とく·克かつ斯特首くび先さき成功せいこう地ち利用りよう電磁でんじ感應かんおう將はた電子でんし加速かそく至高しこう能のう量りょう。在ざい他た領りょう導しるべ下か，貝かい他た加速器かそくき最初さいしょ的てき能のう量りょう達たち到いた2.3MeV，後來こうらい更さら達たち到いた300MeV。1947年ねん，在ざい通用つうよう電器でんき研究けんきゅう實驗じっけん室しつ，赫伯特とく·坡拉克かつ使用しよう70MeV電子でんし同どう步ふ加速器かそくき發現はつげん了りょう同どう步ふ輻射ふくしゃ，即そく移動いどう於磁場じょう的てき相對そうたい論ろん性せい電子でんし因いん為ため加速度かそくど而發射的しゃてき輻射ふくしゃ。

1968年ねん，第だい一座粒子束能量高達1.5GeV的てき粒子りゅうし對たい撞機大だい儲もうか存そん環たまき對たい撞機在ざい義よし大利おおとし的てき核かく子こ物理ぶつり國家こっか研究けんきゅう院いん開始かいし運うん作さく。這座對たい撞機能きのう夠將電子でんし和正かずまさ電子でんし反はん方向ほうこう地ち分別ふんべつ加速かそく。與あずか用よう電子でんし碰撞一個靜止標靶相比較，這方法能ほうのう夠有效ゆうこう地ち使し碰撞能のう量りょう增加ぞうか一いち倍ばい。1974年ねん11月11日にち，伯はく顿·里さと克かつ特とく實驗じっけん團だん隊たい使用しよう史ふみ丹に福ぶく直線ちょくせん加速器かそくき中心ちゅうしん那な時じ新しん裝置そうち的てき電子でんし和正かずまさ電子でんし對たい撞機史ふみ丹に福ぶく正負せいふ電子でんし非對稱ひたいしょう圈けん（SPEAR）與あずか丁ちょう肇はじめ中なか實驗じっけん團だん隊たい在ざい布ぬの魯海文ぶん國家こっか實驗じっけん室しつ分別ふんべつ獨立どくりつ探測たんそく到いた一種いっしゅ新しん的てき次じ原子げんし粒子りゅうし，後來こうらい命名めいめい為ためJ/ψぷさい介かい子こ。該發現はつげん意味いみ著ちょ魅み夸克的てき存在そんざい，並なみ且證實じつ了りょう夸克理論りろん的てき正確せいかく性せい，被ひ視し為ため是ぜ規範きはん場じょう論ろん與あずか量子りょうし色しょく動力どうりょく學がく的てき一大いちだい勝利しょうり，後來こうらい被ひ稱しょう為ため「十じゅう一いち月がつ革命かくめい」。隔年かくねん，馬丁ばてい·佩爾實驗じっけん團だん隊たい使用しよう同樣どうよう對たい撞機探測たんそく到いた陶すえ子こ。1979年ねん，德とく國こく電子でんし加速器かそくき的てき正負せいふ電子でんし串くし接せっ環かん加速器かそくき（PETRA）的てきTASSO 實驗じっけん團だん隊たい發現はつげん膠にかわ子こ存在そんざい的てき證據しょうこ。

從したがえ1989年ねん運行うんこう到いた2000年ねん，位い於瑞みず士し日にち內瓦近郊きんこう的てき歐おう洲しゅう核かく子こ研究けんきゅう組織そしき的てき大型おおがた電子でんし正子まさこ對たい撞機，其能夠實現じつげん高だか達たち209GeV的てき碰撞能のう量りょう。這對撞機曾經完成かんせい多項たこう實驗じっけん，對たい於考練ねり與あずか核かく對たい粒子りゅうし物理ぶつり學がく的てき標準ひょうじゅん模型もけい的てき正確せいかく性せい做出重大じゅうだい貢獻こうけん。

物理ぶつり特性とくせい

粒子りゅうし分類ぶんるい

基本きほん粒子りゅうし的てき標準ひょうじゅん模型もけい。電子でんし位い於左下方かほう。

根據こんきょ粒子りゅうし物理ぶつり學がく的てき標準ひょうじゅん模型もけい，電子でんし是ぜ基本きほん粒子りゅうし，凡是自じ旋為ため半はん奇數きすう的てき基本きほん粒子りゅうし都と是ぜ費ひ米子よなご，電子でんし是ぜ費ひ米子よなご，因いん為ため電子でんし的てき自じ旋是 $1/2$，費ひ米子よなご又また分ぶん為ため輕けい子こ與あずか重子しげこ兩りょう種たね，它們的てき主要しゅよう不同ふどう之の處しょ是ぜ輕けい子こ不ふ涉わたる及強つよ相互そうご作用さよう，因いん此，電子でんし是ぜ輕けい子こ。在ざい所有しょゆう帶電たいでん的てき輕けい子中こなか，電子でんし的てき質量しつりょう最小さいしょう，屬ぞく於第だい一いち代だい基本きほん粒子りゅうし。緲子和わ陶すえ子こ分別ふんべつ為ため第だい二代和第三代的帶電輕子。它們的てき帶電たいでん量りょう、自じ旋和所しょ涉わたる及到的てき基本きほん交互こうご作用さよう都と與あずか電子でんし相しょう同どう。

基本きほん性質せいしつ

電子でんし的てき質量しつりょう大約たいやく為ため9.109 × 10⁻³¹kg或ある5.489 × 10⁻⁴amu。根據こんきょ阿おもね爾しか伯はく特とく·愛あい因いん斯坦的てき質しつ能のう等價とうか原理げんり，這質量りょう等價とうか於0.511 MeV靜止せいし能のう量りょう。質しつ子こ質量しつりょう大約たいやく為ため電子でんし質量しつりょう的てき1836倍ばい。天文てんもん測量そくりょう顯示けんじ出で，至いたり少しょう在ざい最近さいきん這半個こ宇宙うちゅう年齡ねんれい期間きかん，這質量りょう比例ひれい都と保持ほじ穩定不變ふへん，與あずか標準ひょうじゅん模型もけい所しょ預あずか測はか的てき相しょう符合ふごう。

電子でんし所帶じょたい有ゆう的てき電でん量りょう是これ基本きほん電荷でんか的まと電でん量りょう：-1.602 × 10⁻¹⁹庫くら侖。這是亞あ原子げんし粒子りゅうし所しょ使用しよう的てき電荷でんか單位たんい的まと電でん量りょう。在ざい實驗じっけん準じゅん確かく極限きょくげん內，電子でんし的てき絕對ぜったい帶電たいでん量りょう與あずか質しつ子こ相等そうとう，但ただし正負せいふ號ごう相反あいはん。基本きほん電荷でんか通常つうじょう用よう符號ふごう $e\,\!$ 表示ひょうじ。電子でんし用よう符號ふごう $e^{-}\,\!$ 表示ひょうじ；正せい電子でんし用よう符號ふごう $e^{+}\,\!$ 表示ひょうじ；其中，正負せいふ號ごう分別ふんべつ表示ひょうじ正負せいふ電荷でんか。除じょ了りょう所帶じょたい有ゆう電荷でんか的てき正負せいふ號ごう不同ふどう以外いがい，正せい電子でんし與あずか電子でんし所しょ具有ぐゆう的てき其它性質せいしつ都と相しょう同どう。

電子でんし擁よう有ゆう內秉的てき角すみ動どう量りょう，稱たたえ為ため自じ旋。電子でんし的てき自じ旋量子りょうし數すう為ため $1/2\,\!$。通常つうじょう，當とう談だん到いた這性質しつ時じ，電子でんし會かい被ひ指ゆび為ため是ぜ一いち種しゅ自じ旋1/2粒子りゅうし。對たい於這種しゅ粒子りゅうし，自じ旋角動どう量りょう是ぜ ${\sqrt {3}}\hbar /2\,\!$。假設かせつ量りょう度ど自じ旋的投影とうえい於任意にんい坐すわ標しるべ軸じく，則のり獲得かくとく的てき答案とうあん只ただ能のう為ため $\pm \hbar /2\,\!$。沿著自じ旋軸，電子でんし的てき內在磁矩大約たいやく為ため1波なみ耳みみ磁元，或ある9.274 009 15（23）×10⁻²⁴焦こげ耳みみ/特とく斯拉。

大だい多數たすう物理ぶつり學者がくしゃ認みとめ為ため，電子でんし是ぜ一いち個こ點てん粒子りゅうし，沒ぼつ有ゆう任にん何なん空間くうかん延伸えんしん，電子でんし沒ぼつ有ゆう任にん何なに次つぎ結構けっこう。在ざい現代げんだい理論りろん物理ぶつり學がく裡うら，關せき於電子でんし半徑はんけい的てき論題ろんだい是ぜ很具挑戰ちょうせん性せい的てき問題もんだい。承認しょうにん電子でんし具有ぐゆう有限ゆうげん半徑はんけい這假定かてい不ふ符合ふごう相對そうたい論ろん的てき前提ぜんてい，因いん為ため，這將導しるべ致切向こう速度そくど快かい於光速そく，然しか而，假定かてい電子でんし為ため點てん粒子りゅうし，半徑はんけい為ため零れい，則のり會かい造成ぞうせい嚴いむ峻たかし數學すうがく困難こんなん，因いん為ため電子でんし的てき自じ能のう會かい趨於無窮むきゅう大だい。從したがえ觀測かんそく束縛そくばく於潘はん寧やすし阱內的電子でんし，物理ぶつり學がく家か推斷すいだん電子でんし半徑はんけい的てき上限じょうげん為ため10⁻²²公おおやけ尺じゃく。經典きょうてん電子でんし半徑はんけい是ぜ2.82 × 10⁻¹⁵m。蘭らん姆位移うつり研究けんきゅう揭露，電子でんし的てき電荷でんか是ぜ大だい致分布ぶんぷ於半徑はんけい為ため電子でんし電子でんし康かん普ひろし頓とみ半徑はんけい的てき圓えん球形きゅうけい區域くいき，電子でんし康かん普ひろし頓とみ半徑はんけい的てき數すう值為3.86 × 10⁻¹³m。

很多基本きほん粒子りゅうし會かい自發じはつ衰おとろえ變へん成なり質量しつりょう更さら輕けい的てき粒子りゅうし，緲子就是一いち個こ很好的てき例れい子こ。平均へいきん壽命じゅみょう為ため2.2 × 10⁻⁶秒びょう的てき緲子會かい衰おとろえ變へん成なり一いち個こ電子でんし、一いち個こ微ほろ中子なかご和わ一いち個こ反はん微ほろ中子なかご。從したがえ现有理論りろん論證ろんしょう，電子でんし是ぜ很穩定じょう的てき：電子でんし是ぜ質量しつりょう最さい輕けい的てき帶電たいでん粒子りゅうし，它的衰おとろえ變へん會かい違反いはん電荷でんか守恆もりつね定律ていりつ。電子でんし平均へいきん壽命じゅみょう的てき實驗じっけん最低限さいていげん是ぜ7028659999999999999♠6.6×10²⁸年とし，置おけ信しんじ水平すいへい是ぜ90%。

如同所有しょゆう其它微ほろ觀かん粒子りゅうし，電子でんし具有ぐゆう粒子りゅうし性せい和わ波動はどう性せい。這性質せいしつ稱たたえ為ため波なみ粒つぶ二に象ぞう性せい。在ざい雙そう縫ぬい實驗じっけん裏うら，單獨たんどく粒子りゅうし能のう夠同時じ通過つうか兩りょう條じょう狹せま縫ぬえ，並なみ且自己おのれ與あずか自己じこ相互そうご干涉かんしょう，造成ぞうせい了りょう顯示けんじ於偵測屏へい障さわ的てき明あかり亮あきら條じょう紋もん和わ黑くろ暗くら條じょう紋もん，使用しよう高だか階かい的てき實驗じっけん設備せつび，又また可か以觀測かんそく到いた，電子でんし總そう是ぜ以一顆顆粒子的方式抵達偵測屏障

電子でんし是ぜ全ぜん同どう粒子りゅうし。沒ぼつ有ゆう任にん何方どなた法能ほうのう夠分辨べん出で一個電子與另一個電子有甚麼不同。由よし於電子でんし的てき自じ旋為半はん整數せいすう，電子でんし是ぜ費ひ米子よなご，遵循泡あわ利り不ふ相あい容よう原理げんり，任意にんい兩個りゃんこ電子でんし都と不能ふのう佔有同樣どうよう的てき量子りょうし態たい。這原理解りかい釋しゃく了りょう許多きょた有ゆう關せき電子でんし在ざい原子げんし內的性質せいしつ，例れい如，在ざい原子げんし內，每まい個こ原子げんし軌域最多さいた只ただ能のう容よう納おさめ兩個りゃんこ電子でんし，為ため了りょう符合ふごう反對稱はんたいしょう性せい，必須ひっす一個電子的自旋往上，另一個電子的自旋往下，而不是ぜ所有しょゆう的てき束縛そくばく電子でんし都と佔有同樣どうよう一個最低能級的軌域。

虛きょ粒子りゅうし

主しゅ条目じょうもく：虛きょ粒子りゅうし

物理ぶつり學者がくしゃ認みとめ為ため，空間くうかん會かい繼續けいぞく不ふ停とま地ち生成せいせい一いち對たい一いち對たい的てき虛きょ粒子りゅうし，例れい如，正負せいふ電子でんし虛むなし對たい，而在生存せいぞん短たん暫的一いち段だん時間じかん後ご，這些成なり對たい的てき虛きょ粒子りゅうし會かい相互そうご湮滅いんめつ。在ざい這過程ほど裏うら，假かり若わか要よう偵測生成せいせい的てき虛きょ粒子りゅうし，生成せいせい虛きょ粒子りゅうし所しょ需要じゅよう的てき能のう量りょう漲みなぎ落 $\Delta E\,\!$，虛きょ粒子りゅうし能のう夠被偵測所しょ需要じゅよう的てき存在そんざい時間じかん $\Delta t\,\!$，必須ひっす滿足まんぞく海うみ森もり堡不確定かくてい原理げんり所ところ設定せってい的てき偵測底そこ限げん，$\Delta E\Delta t\geq \hbar \,\!$；其中，$\hbar \,\!$ 是これ約やく化か普ふ朗ろう克かつ常數じょうすう。實際じっさい而言，生成せいせい這些虛きょ粒子りゅうし所しょ需要じゅよう的てき能のう量りょう $\Delta E\,\!$，可か以從真空しんくう暫時ざんじ借用しゃくよう一いち段だん時間じかん $\Delta t\,\!$，只ただ要よう它們的てき乘じょう積せき小しょう於約化か普ふ朗ろう克かつ常數じょうすう $\hbar \,\!$ 就行。這樣，理論りろん上じょう不ふ會かい被ひ儀ぎ器き偵測出來でき，也不會かい違反いはん海うみ森もり堡不確定かくてい原理げんり。根據こんきょ這推理すいり，對たい於虛電子でんし，$\Delta t\,\!$ 最多さいた是ぜ1.3 × 10⁻²¹秒びょう。

略圖りゃくず顯示けんじ正負せいふ電子でんし虛むなし對たい的てき隨ずい機き性せい地ち出現しゅつげん於一いち個こ電子でんし（左ひだり下方かほう）的てき附近ふきん。

如左圖ず所しょ示しめせ，正負せいふ電子でんし虛むなし對たい會かい隨ずい機き性せい地ち出現しゅつげん於一いち個こ電子でんし（圖ず內左下方かほう）的てき附近ふきん。當とう正負せいふ電子でんし虛むなし對たい尚なお然しか存在そんざい的てき時候じこう，虛むなし正せい電子でんし會かい感かん受到原本げんぽん電子でんし施ほどこせ加か的てき吸引きゅういん性せい庫こ侖力，而虛電子でんし則そく會かい感かん受到排斥はいせき性せい庫こ侖力，因いん此造成ぞうせい真空しんくう極きょく化か，真空しんくう變へん得え好こう像ぞう一いち個こ具有ぐゆう電でん容よう率りつ $\epsilon >1\,\!$ 的てき電でん介かい質しつ，電子でんし的てき有效ゆうこう電荷でんか量りょう變へん得え小しょう於真實しんじつ裸はだか電荷でんか量りょう，而且隨ずい著ちょ離はなれ原本げんぽん電子でんし距離きょり的てき增加ぞうか而遞減げん，直ちょく到いた距離きょり大だい於電子でんし康かん普ひろし頓とみ波長はちょう為ため止どめ。通つう过1997年ねん用よう日本にっぽん崔ちぇ斯坦粒子りゅうし加速器かそくき完成かんせい的てき實驗じっけん，真空しんくう極きょく化か理論りろん得え到いた了りょう强きょう有力ゆうりょく的てき證あかし實み。對たい於電子でんし的てき質量しつりょう，虛きょ粒子りゅうし也會造成ぞうせい屏へい蔽效應おう

虛きょ粒子りゅうし交互こうご作用さよう能のう夠解釋かいしゃく，在ざい電子でんし的てき內在磁矩與あずか波なみ耳みみ磁元之これ間あいだ，微小びしょう的てき偏差へんさ（大約たいやく是ぜ磁矩的てき0.1%），稱たたえ為ため異常いじょう磁矩。這理論ろん結果けっか超ちょう特とく準じゅん確かく地ち與あずか實驗じっけん測定そくてい的てき數すう值相符合ふごう。無む可か否認ひにん地ち，在ざい這裡，量子りょうし電動でんどう力學りきがく交出了りょう一份漂亮的成績單。

在ざい經典きょうてん物理ぶつり學がく裏うら，描述電子でんし為ため具有ぐゆう內秉的てき角かく動どう量りょう與あずか磁矩的てき點てん粒子りゅうし的てき明あかり顯あらわ悖もと論ろん，可か以用電子でんし的てき電場でんじょう所しょ生成せいせい的てき虛きょ光こう子來こらい解釋かいしゃく。這些虛きょ光子こうし會かい被ひ電子でんし持續じぞく不斷ふだん的てき吸收きゅうしゅう與あずか再さい發射はっしゃ，因いん此促使し電子でんし快速かいそく地震じしん顫，這震顫運動うんどう稱たたえ為ため顫動せんどう，由ゆかり於虛光子こうし具有ぐゆう角かく動どう量りょう，顫動せんどう會かい造成ぞうせい電子でんし的てき進すすむ動どう。通過つうか時間じかん平均へいきん，導しるべ致質量りょう與あずか電荷でんか的てき環たまき流りゅう，這樣，點てん粒子りゅうし可か以表現出げんしゅつ有限ゆうげん尺寸しゃくすん粒子りゅうし所しょ具有ぐゆう的てき性質せいしつ，包括ほうかつ自じ旋、磁矩。顫動せんどう與あずか真空しんくう極きょく化か共同きょうどう造成ぞうせい了りょう從したがえ譜ふ線せん實驗じっけん觀測かんそく到いた的てき蘭らん姆位移うつり。

交互こうご作用さよう

帶おび有ゆう電でん量りょう $q$ 的てき粒子りゅうし以速度そくど $\mathbf {v}$ 移動いどう於磁場じょう $\mathbf {B}$ （磁場じば的てき方向ほうこう是ぜ從したがえ銀幕ぎんまく指向しこう眼睛がんせい），該粒子りゅうし因いん感かん受到勞ろう侖茲力りょく的てき作用さよう而呈現出げんしゅつ的てき可能かのう運動うんどう軌道きどう。

電子でんし是ぜ帶たい負まけ電でん粒子りゅうし，其所產しょさん生せい的てき電場でんじょう，會かい吸引きゅういん像ぞう質しつ子こ一類的帶正電粒子，也會排斥はいせき像ぞう電子でんし一類的帶負電粒子，這些現象げんしょう所しょ涉わたる及的作用さよう力りょく遵守じゅんしゅ庫くら侖定律ていりつ。一群電子在空間中的移動會形成電流でんりゅう，安やす培つちかえ定律ていりつ描述電流でんりゅう與あずか磁場じば彼此ひし之の間あいだ的てき關係かんけい。法ほう拉ひしげ第だい感應かんおう定律ていりつ描述時じ變へん磁場じば怎樣感應かんおう出で電場でんじょう。電磁でんじ感應かんおう是これ發電はつでん機き的てき運うん作さく原理げんり。

根據こんきょ經典きょうてん電動でんどう力學りきがく，一いち個こ任意にんい移動いどう的てき帶電たいでん粒子りゅうし，必須ひっす經過けいか一いち段だん傳播でんぱ時間じかん，才能さいのう夠將其影響えいきょう傳でん播到場じょう位置いち，在ざい場じょう位置いち產さん生せい對應たいおう的てき推遲勢ぜい，稱たたえ為ため黎はじむ納おさめ-維謝勢ぜい。任意にんい移動いどう的てき帶電たいでん粒子りゅうし所產しょさん生せい的てき電場でんじょう和わ磁場じば，可か以從黎はじむ納おさめ-維謝勢ぜい求もとめ得え，也可以用傑すぐる斐緬柯方程式ほうていしき直接ちょくせつ計算けいさん出來でき。應用おうよう狹義きょうぎ相對そうたい論ろん，也可以推導出どうしゅつ同樣どうよう的てき結果けっか。

移動いどう於磁場じょう的てき電子でんし，會かい感かん受到勞ろう侖茲力りょく的てき作用さよう，這勞侖茲力りょく垂直すいちょく於磁場じょう與あずか電子でんし速度そくど這兩個りゃんこ向むこう量りょう所しょ決定的けっていてき平面へいめん，是ぜ向こう心力しんりょく，因いん此電子でんし會かい按照螺旋らせん軌道きどう移動いどう於磁場じょう，螺旋らせん軌道きどう的てき半徑はんけい稱たたえ為ため迴轉半徑はんけい，由よし於螺旋らせん運動うんどう涉わたる及加速度かそくど，電子でんし會かい發射はっしゃ電磁でんじ輻射ふくしゃ，對たい於這過程かてい，非ひ相對そうたい論ろん性せい電子でんし發射はっしゃ的てき電磁でんじ輻射ふくしゃ稱たたえ為ため迴旋輻射ふくしゃ，而相對論たいろん性せい電子でんし發射はっしゃ的てき則のり稱たたえ為ため同どう步ふ輻射ふくしゃ。發射はっしゃ電磁でんじ輻射ふくしゃ的てき同時どうじ，非ひ相對そうたい論ろん性せい電子でんし也會感かん受到一いち種しゅ反はん衝力，稱たたえ為ため阿おもね布ぬの拉ひしげ罕-勞ろう侖茲力りょく，其能減げん緩なる電子でんし的てき移動いどう速度そくど。阿おもね布ぬの拉ひしげ罕-勞ろう侖茲力りょく是ぜ一種由電子所產生的電磁場施加於自身的自作用力，是ぜ一いち種しゅ輻射ふくしゃ反作用はんさよう力りょく。

費ひ曼圖表示ひょうじ電子でんし感かん受到由よし光子こうし傳でん遞的電磁でんじ交互こうご作用さよう。

在ざい量子りょうし電動でんどう力學りきがく裏うら，粒子りゅうし與あずか粒子りゅうし之の間あいだ傳でん遞電磁でんじ交互こうご作用さよう的てき玻色子こ是これ光子こうし。一個不呈加速度運動的孤獨電子，是ぜ無法むほう發射はっしゃ或ある吸收きゅうしゅう真實しんじつ光子こうし的てき，因いん為ため這會違背いはい能のう量りょう守恆もりつね定律ていりつ和わ動どう量りょう守恆もりつね定律ていりつ，然しか而，虛きょ光子こうし不ふ須遵守じゅんしゅ這禁忌きんき，虛きょ光子こうし可か以擔當たんとう傳でん輸動量りょう於兩個りゃんこ帶電たいでん粒子りゅうし之の間あいだ的てき責任せきにん，例れい如，兩個りゃんこ帶電たいでん粒子りゅうし互相交換こうかん虛きょ光子こうし，從したがえ而形成けいせい了りょう庫こ侖力。假設かせつ一いち個こ移動いどう中ちゅう的てき電子でんし，因いん為ため感かん受到一いち個こ帶電たいでん粒子りゅうし（像ぞう質しつ子こ）所產しょさん生せい的てき電場でんじょう的てき庫くら侖力，而被偏へん轉てん，則のり電子でんし會かい因いん為ため加速度かそくど運動うんどう而發射はっしゃ電磁でんじ輻射ふくしゃ，這稱為ため轫致辐射。

一いち個こ電子でんし移動いどう於原子核げんしかく所產しょさん生せい的てき電場でんじょう，會かい被ひ電場でんじょう的てき庫くら侖力偏へん轉てん，因いん而發射はっしゃ轫致辐射。電子でんし的てき能のう量的りょうてき改變かいへん $E_{2}-E_{1}$，決定けってい了りょう發射はっしゃ光子こうし的てき頻しき率りつ。

康かん普ひろし頓ひたすら散ち射い是ぜ光子こうし與あずか自由じゆう電子でんし之の間あいだ的てき彈性だんせい碰撞。這種碰撞涉わたる及動量りょう和わ能のう量的りょうてき傳でん輸於兩個りゃんこ粒子りゅうし之の間あいだ，會かい改變かいへん光子こうし的てき波長はちょう，這差值的最大さいだい值，稱たたえ為ため康かん普ひろし頓とみ波長はちょう，以方程式ほうていしき表ひょう達たち為ため $h/m_{e}c$；其中，$h$ 是これ普ひろし朗ろう克かつ常數じょうすう，$m_{e}$ 是ぜ電子でんし質量しつりょう，$c$ 是ぜ光速こうそく。電子でんし的てき康かん普ひろし頓とみ波長はちょう為ため2.43 × 10⁻¹² m。由よし於光子こうし波長はちょう差さ很微小びしょう，很難被ひ觀測かんそく到いた，除じょ非ひ波長はちょう差さ與あずか波長はちょう的てき比率ひりつ很大，即そく光子こうし的てき波長はちょう也很短たん，才さい可か被ひ觀測かんそく到いた，因いん此，通常つうじょう在ざいX射い線せん與あずか伽とぎ瑪射線せん實驗じっけん裏うら才ざい會かい觀測かんそく到いた康かん普ひろし頓とみ效こう應おう。對たい於波長ちょう較長的てき光波こうは，光子こうし的てき動どう量りょう可か以被忽ゆるがせ略りゃく，這種經典きょうてん電磁でんじ學がく散ち射い被ひ稱しょう為ため湯ゆ姆森散ち射い。

當とう電子でんし與あずか正せい電子でんし相互そうご碰撞時じ，它們會かい互相湮滅いんめつ對たい方かた，同時どうじ生成せいせい兩個りゃんこ以上いじょう，偶數ぐうすう的てき伽とぎ馬ば射しゃ線せん光子こうし，以180°相對そうたい角度かくど發射はっしゃ出で去ざ。假かり若わか，可か以忽略りゃく電子でんし和正かずまさ電子でんし的てき動どう量りょう，則のり這碰撞可能會のうかい先さき形成けいせい電子でんし偶素原子げんし，然しか後ご再さい湮滅いんめつ成なり為ため兩個りゃんこ0.511 MeV伽とぎ馬ば射しゃ線せん光子こうし。反はん過か來らい看み，高こう能のう量りょう光子こうし可か以轉變てんぺん為ため一個電子和一個正電子，這程序じょ稱たたえ為ため成なり對たい產さん生せい。但ただし是ぜ，由ゆかり於違背いはい了りょう動どう量りょう守恆もりつね定律ていりつ，單獨たんどく光子こうし不可能ふかのう會かい發はつ生成せいせい對たい產さん生せい。只ただ有ゆう在ざい像ぞう原子核げんしかく等ひとし等とう的てき帶電たいでん粒子りゅうし附近ふきん，由ゆかり於庫侖作用よう，能のう量りょう大だい於1.022 MeV的てき光子こうし才ざい有ゆう可能かのう發はつ生成せいせい對たい產さん生せい。

費ひ曼圖表示ひょうじ電子でんし感かん受到由ゆかりW玻色子こ或あるZ玻色子こ傳つて遞的弱じゃく交互こうご作用さよう。

弱じゃく交互こうご作用さよう有ゆう兩りょう種たね，載の荷に流りゅう交互こうご作用さよう與あずか中性ちゅうせい流りゅう交互こうご作用さよう。載の荷に流りゅう交互こうご作用さよう的てき媒介ばいかい是ぜ帶電たいでん性せい的てきW玻色子こ。通過つうか發射はっしゃW⁻玻色子こ或ある吸收きゅうしゅうW⁺玻色子こ，電子でんし可か轉變てんぺん為ため電でん微ほろ中子なかご；逆ぎゃく反はん過か來き，通過つうか發射はっしゃW⁺玻色子こ或ある吸收きゅうしゅうW^-玻色子こ，電でん微ほろ中子なかご也可轉變てんぺん為ため電子でんし。中性ちゅうせい流りゅう交互こうご作用さよう的てき媒介ばいかい是ぜ中性ちゅうせい的てきZ玻色子こ，例れい如，微ほろ中子なかご-電子でんし散ち射い或ある電子でんし-電子でんし散ち射しゃ。注意ちゅうい到いた電子でんし-電子でんし散ち射い也可以用光子こうし為ため媒介ばいかい，任にん何なん以光子こうし為ため媒介ばいかい的てき過程かてい都と能のう夠以Z玻色子こ為ため媒介ばいかい，對たい於基於電子こ-電子でんし散ち射的しゃてき庫こ侖定律ていりつ，以Z玻色子こ為ため媒介ばいかい的てき過程かてい會かい給きゅう出で微小びしょう修正しゅうせい。

原子はらこ和かず分子ぶんし

主しゅ条目じょうもく：原子げんし

原子げんし是ぜ由ゆかり原子核げんしかく與あずか電子でんし組成そせい，由ゆかり於庫侖力的てき作用さよう，原子げんし內部的てき電子でんし被ひ原子核げんしかく吸引きゅういん與あずか束縛そくばく。假かり若わか，束縛そくばく電子でんし的てき數すう目もく不等ふとう於原子核げんしかく的てき質しつ子こ數すう目もく，則のり稱しょう此原子げんし為ため離はなれ子こ。在ざい原子げんし內部，原子げんし軌域描述束縛そくばく電子でんし的てき物理ぶつり行為こうい。每まい一個原子軌域都有自己獨特的一組量子數，像ぞう主しゅ量子りょうし數すう、角すみ量子りょうこ數すう和わ磁量子りょうし數すう。原子げんし軌域的てき主しゅ量子りょうし數すう設定せってい能のう級きゅう，角すみ量子りょうこ數すう給きゅう出で軌角動どう量りょう，而磁量子りょうし數すう則のり是ぜ軌角動どう量りょう對たい於某特定とくてい軸じく的てき量子りょうし化か投影とうえい。根據こんきょ泡あわ利り不ふ相あい容よう原理げんり，每まい一個原子軌域只能容納兩個電子，而這兩個りゃんこ電子でんし的てき自じ旋波なみ函數かんすう為ため反對稱はんたいしょう，一いち個こ自じ旋向上じょう，另一いち個こ自じ旋向下か。

電子でんし的てき機き率りつ密度みつど繪圖えず。橫よこ排はい顯示けんじ不同ふどう的てき角かく量子りょうし數すう $\ell \,\!$ ,豎排顯示けんじ不同ふどう的てき能のう級きゅう $n\,\!$。

處しょ於一個原子軌域的電子，經過けいか發射はっしゃ或ある吸收きゅうしゅう光子こうし的てき過程かてい，可か以躍おど遷至いたり另外一いち個こ原子げんし軌域。發射はっしゃ或ある吸收きゅうしゅう的てき光子こうし的てき所しょ涉わたる及的能のう量りょう必須ひっす等とう於軌域いき能のう級きゅう的てき差さ值。電子でんし也可以藉著ちょ與あずか它粒子りゅうし的てき碰撞，或ある靠もたれ著しる俄にわか歇效應おう，躍おど遷至別べつ的てき軌域。假かり若わか，束縛そくばく電子でんし獲得かくとく的てき能のう量りょう大だい於其束縛そくばく能のう的てき能のう量りょう，則のり這束縛そくばく電子でんし可か以逃離はなれ原子げんし，成なり為ため自由じゆう電子でんし。例れい如，在ざい光ひかり電でん效こう應おう裏うら，一個能量大於原子電離でんり能のう的てき入射にゅうしゃ光子こうし，被ひ電子でんし吸收きゅうしゅう，使つかい得とく電子でんし有ゆう足あし夠的能のう量りょう逃離原子げんし。

電子でんし的てき軌角動どう量りょう是ぜ量子りょうし化か的てき。由よし於電子でんし帶たい有ゆう電荷でんか，其軌磁矩與あずか軌角動どう量りょう成なり正せい比ひ。原子げんし的てき淨きよし磁矩是ぜ原子核げんしかく與あずか每まい一個電子的軌磁矩和自旋磁矩的總向量和（欲よく知道ともみち更さら詳細しょうさい的てき資料しりょう，請參閱自じ旋-軌道きどう作用さよう）。但ただし是ぜ，與あずか電子でんし的てき磁矩相しょう比ひ，核かく磁矩顯あらわ得え超ちょう小しょう，可か以忽略りゃく。處ところ於同樣どうよう軌域的てき兩個りゃんこ偶電子でんし會かい互相抵銷對たい方かた的てき自じ旋磁矩のり。

在ざい原子げんし與原よはら子こ之の間あいだ的てき化學かがく鍵かぎ形成けいせい的てき物理ぶつり機き制せい是ぜ電磁でんじ作用さよう，但ただし是これ只ただ有ゆう利用りよう量子力學りょうしりきがく理論りろん才能さいのう給きゅう出で完かん整せい說明せつめい。幾いく種しゅ常見つねみ的てき化學かがく鍵かぎ為ため離はなれ子こ鍵かぎ、共きょう價あたい鍵かぎ和わ金屬きんぞく鍵かぎ。在ざい離はなれ子こ化合かごう物ぶつ裏うら，正せい離はなれ子こ和わ負ふ離はなれ子こ會かい通過つうか靜しずか電でん作用さよう形成けいせい離はなれ子こ鍵かぎ。在ざい共きょう價あたい化合かごう物ぶつ裏うら，原子げんし與原よはら子こ之の間あいだ通過つうか共用きょうよう電子でんし形成けいせい共ども價か鍵かぎ。在ざい金屬きんぞく裏うら，自由じゆう電子でんし與あずか排列はいれつ成なり晶あきら格かく狀じょう的てき金屬きんぞく離はなれ子こ之の間あいだ的てき靜せい電でん吸引きゅういん力りょく形成けいせい金屬きんぞく鍵かぎ。

在ざい分子ぶんし內部，電子でんし的てき運動會うんどうかい同時どうじ受到幾いく個こ原子核げんしかく的てき影響えいきょう，電子でんし佔有分子ぶんし軌域，就好像ぞう在ざい單獨たんどく原子げんし內部佔有原子げんし軌域一般いっぱん。遵守じゅんしゅ泡あわ利り不ふ相あい容よう原理げんり，每まい一個分子軌域只能容納兩個自旋相反的電子，稱しょう為ため「電子でんし偶。電子でんし是ぜ按照能のう量りょう增加ぞうか的てき順序じゅんじょ來らい佔有分子ぶんし軌域，就如同どう原子げんし軌域一般いっぱん。不同ふどう的てき分子ぶんし軌域有ゆう不同ふどう的てき電子でんし機き率りつ密度みつど分ぶん佈。例れい如，鍵かぎ結ゆい軌域利用りよう分子ぶんし轨道理どうり论來らい說明せつめい最さい簡單かんたん的てきσしぐま键案あん例れい，两个分子ぶんし轨道是ぜ由よし两个1s原子げんし轨道形成けいせい，能のう量りょう較低的てき分子ぶんし轨道稱しょう為ため「成なり键轨道どう」，又また稱たたえ為ため「σしぐま轨道」，相あい应的键稱為ため「σしぐま键」，能のう量りょう較高分子こうぶんし轨道稱しょう為ため「反はん键轨道どう」，又また稱たたえ為ため「σしぐま*轨道」，相あい应的键稱為ため「σしぐま*键」。分子ぶんし在ざい基もと态时，构成化学かがく键的てき电子通常つうじょう处在成なり键轨道中どうちゅう，而让反はん键轨道どう空そら着ぎ。

電でん傳導でんどう和わ熱ねつ傳導でんどう

閃電機き制せい涉わたる及電子こ或ある離はなれ子こ從したがえ雲くも層そう向こう地面じめん流動りゅうどう或ある從したがえ地面じめん向こう雲くも層そう流動りゅうどう。

電導でんどう率りつ是ぜ表示ひょうじ物質ぶっしつ傳でん輸電流りゅう的てき強弱きょうじゃく能力のうりょく的てき一種いっしゅ測量そくりょう值。當とう施ほどこせ加か電壓でんあつ於導體どうたい的てき兩端りょうたん時じ，電子でんし會かい從したがえ低てい電でん勢ぜい處しょ朝あさ著ちょ高だか電でん勢ぜい處しょ移動いどう，因いん而產生せい電流でんりゅう。依よ照あきら慣例かんれい，對たい於導體たい，電流でんりゅう的てき方向ほうこう與あずか電子でんし移動いどう的てき方向ほうこう恰巧相反あいはん。銅どう和わ金きむ都みやこ是ただし優良ゆうりょう導體どうたい；而玻璃はり和わ橡とち膠にかわ則すなわち都と是ぜ不ふ良導體りょうどうたい。在ざい電でん介かい質しつ裏うら，電子でんし束縛そくばく於各自かくじ所屬しょぞく的てき原子げんし內，電でん介かい質しつ的てき性質せいしつ就好像ぞう絕緣ぜつえん質しつ一樣いちよう。金屬きんぞく物質ぶっしつ擁よう有ゆう電子でんし能のう帶たい結構けっこう，其電子でんし能のう帶たい還かえ沒ぼっ有ゆう完全かんぜん被ひ電子でんし填はま滿まん。這些尚ひさし未み填はま滿まん的てき電子でんし能のう帶たい，容よう許もと金屬きんぞく內一些電子的舉止，好こう似に自由じゆう電子でんし或ある離はなれ域いき電子でんし一般いっぱん，與あずか任にん何なん一いち個こ原子げんし都と沒ぼつ有ゆう連結れんけつ。當とう施ほどこせ加か電場でんじょう於金屬ぞく時じ，這些電子でんし可か以自由じゆう的てき移動いどう於金屬きんぞく，就像氣體きたい移動いどう於其容器ようき內一般いっぱん，稱しょう這些電子でんし為ため費ひ米まい氣體きたい或ある「自由じゆう電子でんし費ひ米まい氣體きたい」。

德とく鲁德模型もけい是ぜ一いち種しゅ「經典きょうてん自由じゆう電子でんし模型もけい」，不ふ涉わたる及到量子力學りょうしりきがく。按照這模型がた，帶おび正せい電でん的てき原子核げんしかく固定こてい於晶格かく點てん，而自由じゆう移動いどう於金屬きんぞく內部的てき傳導でんどう電子でんし是ぜ原子げんし的てき價あたい電子でんし，其帶有ゆう負まけ電でん。使用しよう氣體きたい動力どうりょく論ろん來らい描述傳導でんどう電子でんし的てき物理ぶつり行為こうい，德とく鲁德模型もけい可か以成功せいこう地ち推導出で歐おう姆定律ていりつ、電でん傳導でんどう與あずか熱ねつ傳導でんどう彼此ひし之の間あいだ的てき關係かんけい，可か是ぜ，按照這模型がた，熱ねつ傳導でんどう與あずか電子でんし熱容量ねつようりょう有ゆう關せき，而做實驗じっけん並なみ沒ぼつ有ゆう觀測かんそく到いた這麼強烈きょうれつ的てき關係かんけい，這主要よう是ぜ因いん為ため經典きょうてん麦むぎ克かつ斯韦-玻尔兹曼分布ぶんぷ無法むほう描述電子でんし的てき機き率りつ分布ぶんぷ。

阿おもね諾だく·索さく末まつ菲將はた德とく茹德模型もけい加か以延伸えんしん，將はた量子力學りょうしりきがく的てき包つつみ立りつ不ふ相あい容よう原理げんり納入のうにゅう考量こうりょう，用よう費ひ米まい-狄拉克かつ分布ぶんぷ來らい描述電子でんし的てき機き率りつ分布ぶんぷ，他た成功せいこう發展はってん出で德とく茹德-索莫さくばく菲模型がた，又また稱たたえ為ため「自由じゆう電子でんし模型もけい」，而在導體どうたい內的電子でんし則そく被ひ稱しょう為ため「自由じゆう電子でんし費ひ米まい氣體きたい」。德とく茹德-索莫さくばく菲模型がた正確せいかく說明せつめい了りょう為ため什麼いんも電子でんし在ざい室溫しつおん下か的てき運動うんどう並なみ沒ぼつ有ゆう對たい於熱容量ようりょう給きゅう出で可か觀かん察到的てき貢獻こうけん，又また說明せつめい了りょう在ざい非常ひじょう低てい溫度おんど（幾度いくどＫ）狀況じょうきょう下か，電子でんし貢獻こうけん會かい超過ちょうか離はなれ子こ貢獻こうけん，因いん此變得とく很重要じゅうよう，與あずか溫度おんど成なり正せい比ひ。通過つうか做實驗じっけん獲得かくとく的てき比例ひれい結果けっか顯示けんじ，鹼金屬きんぞく與あずか抗こう腐蝕ふしょく金屬きんぞく（例れい如銅、金きむ、銀ぎん等とう）的てき熱容量ねつようりょう可か以用自由じゆう電子でんし模型もけい來らい估算。

自由じゆう電子でんし模型もけい是ぜ很簡單かんたん的てき模型もけい，其沒有ゆう將はた週しゅう期き性せい晶あきら格かく位い勢ぜい、電子でんし-聲こえ子こ相互そうご作用さよう、電子でんし-電子でんし相互そうご作用さよう納入のうにゅう考量こうりょう。更進こうしん階かい的てき費ひ米まい液體えきたい理論りろん將はた自由じゆう電子でんし模型もけい加か以延伸えんしん，假かり若わか電子でんし所感しょかん受到的てき相互そうご作用さよう很微弱じゃく，則のり傳導でんどう電子でんし仍舊可か以被視し為ため自由じゆう準じゅん電子でんし，其擁有ゆう不同ふどう的てき有效ゆうこう質量しつりょう。費ひ米まい液體えきたい理論りろん是ぜ許もと多摩たま登とう固かた態たい理論りろん的てき起おこり跑點，例れい如BCS理論りろん，但ただし是ぜ，對たい於高溫こうおん超ちょう導しるべ現象げんしょう的てき解釋かいしゃく，它遇到いた很多困難こんなん。

超ちょう導しるべ現象げんしょう指ゆび的てき是ぜ，在ざい足あし夠低溫ていおん狀況じょうきょう下か，物質ぶっしつ失しつ去さ電でん阻的現象げんしょう。1950年ねん，赫伯特とく·弗どる勒利希まれ建議けんぎ，超ちょう導しるべ機き制せい涉わたる及到電子でんし與あずか物體ぶったい晶あきら格かく震動しんどう的てき耦合。從したがえ這建議けんぎ，約やく翰·巴ともえ丁ひのと、利り昂のぼる·庫こ珀與あずか約やく翰·施ほどこせ里さと弗どる合作がっさく創建そうけん了りょうBCS理論りろん，其能夠完全ぜん解釋かいしゃく常つね規ぶんまわし超ちょう導しるべ現象げんしょう。BCS理論りろん表明ひょうめい，電子でんし與あずか晶あきら格かく之の間あいだ的てき交互こうご作用さよう導しるべ致形成けいせい稱たたえ為ため庫くら珀對的てき成なり對たい的てき電子でんし，庫くら珀對能のう夠絲毫沒有ゆう阻礙地ち移動いどう於物體ぶったい內部。物體ぶったい可か以被視し為ため正せい離はなれ子こ的てき晶あきら格かく沉浸在ざい電子でんし雲くも裡うら，當とう電子でんし通過つうか晶あきら格かく時じ，負ふ電子でんし會かい吸引きゅういん正せい離はなれ子こ，使つかい得とく正せい離はなれ子こ微小びしょう地ち移動いどう，這動作どうさ促成そくせい一いち個こ正價せいか區域くいき，其會吸引きゅういん另外一いち個こ電子でんし，形成けいせい了りょう庫こ珀對。由よし於庫珀對的てき結合けつごう能のう很弱，庫くら珀對很容易ようい被かむ熱ねつ能のう拆散，因いん此超導しるべ現象げんしょう通常つうじょう只ただ會かい出現しゅつげん在ざい非常ひじょう低溫ていおん狀況じょうきょう下か。。

相對そうたい論ろん性せい電子でんし的てき性質せいしつ

根據こんきょ愛あい因いん斯坦的てき狹義きょうぎ相對そうたい論ろん，相對そうたい於觀測かんそく者しゃ的てき參考さんこう系けい，電子でんし的てき移動いどう速度そくど越こし快かい，電子でんし的てき相對そうたい論ろん性せい質量しつりょう（總そう能のう量りょう）也越大だい，因いん而使得とく電子でんし繼續けいぞく加速かそく所しょ需要じゅよう的てき能のう量りょう越來ごえく越えつ大だい，在ざい接近せっきん光速こうそく時じ，趨向すうこう於無窮きゅう大だい。因よし此電子でんし的てき移動いどう速度そくど可か以接近せっきん光波こうは在ざい真空しんくう的てき傳播でんぱ速度そくど $c\,\!$，但ただし絕ぜっ不ふ會かい達たち到いた $c\,\!$。

光波こうは傳播でんぱ於像水みず一類的電介質的速度 $v_{L}\,\!$，會かい明あかり顯あらわ地ち小しょう於 $c\,\!$。假設かせつ，將はた相對そうたい論ろん性せい電子でんし（電子でんし的てき速度そくど接近せっきん $c\,\!$ ）入射にゅうしゃ於這一類いちるい的てき電でん介かい質しつ，則のり相對そうたい論ろん性せい電子でんし在ざい此電介かい質しつ內的移動いどう速度そくど，會かい暫時ざんじ地ち大だい於光波は傳播でんぱ於此電でん介かい質しつ的てき速度そくど $v_{L}\,\!$。當とう相對そうたい論ろん性せい電子でんし移動いどう於此類るい電でん介かい質しつ內部時じ，由ゆかり於與電でん介かい質しつ相互そうご作用さよう，會かい產さん生せい一いち種しゅ很微弱じゃく的てき輻射ふくしゃ，稱たたえ為ため契ちぎり忍にん可か夫おっと輻射ふくしゃ。

勞ろう侖茲因子いんし與あずか速度そくど的てき關係かんけい線せん圖ず。當とう速度そくど超ちょう小しょう於 $c\,\!$ 時とき，勞ろう侖茲因子いんし大約たいやく為ため1，當とう速度そくど趨向すうこう $c\,\!$ 時とき，勞ろう侖茲因子いんし趨向すうこう無限むげん大だい。

狹義きょうぎ相對そうたい論ろん的てき效こう應おう要よう視し勞ろう侖茲因子いんし的てき大小だいしょう而決定けってい。勞ろう侖茲因子いんし $\gamma \,\!$ 以方程式ほうていしき定義ていぎ為ため

$\gamma {\stackrel {def}{=}}1/{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}\,\!$；

其中，$v\,\!$ 是ぜ粒子りゅうし的てき速度そくど。

一いち個こ電子でんし的てき動どう能のう $K_{e}\,\!$ 是これ

$K_{e}=(\gamma -1)m_{e}c^{2}\,\!$；

其中，$m_{e}\,\!$ 是ぜ電子でんし的てき靜せい質量しつりょう。

例れい如，史ふみ丹に福ぶく直線ちょくせん加速器かそくき可か以將電子でんし加速かそく到いた大約たいやく51 GeV。由よし於電子でんし的てき靜せい質量しつりょう大約たいやく為ため0.51 MeV，對應たいおう的てき $\gamma \,\!$ 值接近せっきん100,000。給きゅう予よ同樣どうよう的てき速度そくど，這電子でんし的てき相對そうたい論ろん性せい動どう量りょう $\gamma m_{e}v\,\!$ 是ぜ經典きょうてん力學りきがく預あずか測はか的てき動どう量りょう $m_{e}v\,\!$ 的てき100,000倍ばい。

電子でんし也擁有ゆう波動はどう行為こうい，其德とく布ぬの羅ら意い波長はちょう $\lambda \,\!$ 以方程式ほうていしき表ひょう達たち為ため $\lambda =h/p\,\!$；其中，$h\,\!$ 是ぜ普ひろし朗ろう克かつ常數じょうすう，$p\,\!$ 是ぜ動どう量りょう。對たい於前述ぜんじゅつ的てき51 GeV電子でんし，$\lambda \,\!$ 大約たいやく為ため2.4 × 10⁻¹⁷ m，這波長ちょう的てき尺寸しゃくすん相當そうとう微小びしょう，所以ゆえん，實驗じっけん者しゃ可か以用電子でんし來らい精密せいみつ地ち探測たんそく原子核げんしかく的てき內部結構けっこう。

電子でんし天文學てんもんがく理論りろん

高こう能のう量りょう光子こうし能のう夠與原子核げんしかく的てき庫くら侖場相互そうご作用さよう，從したがえ而生成せいせい電子でんし和かず正子まさこ。這過程ほど稱たたえ為ため電子でんし正子まさこ成なり對たい產さん生せい。

在ざい眾多解釋かいしゃく宇宙うちゅう早期そうき演えんじ化か的てき理論りろん中ちゅう，大だい爆ばく炸理論ろん是ぜ比較ひかく能のう夠被物理ぶつり學界がっかい廣こう泛接受せつじゅ的てき科學かがく理論りろん。在ざい大だい爆ばく炸的てき最初さいしょ幾いく秒びょう鐘がね時間じかん，溫度おんど遠とお遠とお高こう過か100億おくK。那な時じ，光子こうし的てき平均へいきん能のう量りょう超過ちょうか1.022 MeV很多，有ゆう足あし夠的能のう量りょう來らい生成せいせい電子でんし和かず正子まさこ對たい。這過程ほど稱たたえ為ため電子でんし正子まさこ成なり對たい產さん生せい，以公式こうしき表ひょう達たち為ため

$\gamma +\gamma \leftrightharpoons \mathrm {e} ^{+}+\mathrm {e} ^{-}\,\!$；

其中，$\gamma \,\!$ 是ぜ光子こうし，$\mathrm {e} ^{+}\,\!$ 是正ぜせい子こ，$\mathrm {e} ^{-}\,\!$ 是ぜ電子でんし。

同時どうじ，電子でんし和かず正子まさこ對たい也在大だい規模きぼ地ち相互そうご湮滅いんめつ對たい方かた，並なみ且發射はっしゃ高だか能のう量りょう光子こうし。在ざい這短暫的宇宙うちゅう演えんじ化か階段かいだん，電子でんし，正子まさこ和かず光子みつこ努力どりょく地ち維持いじ著ちょ微妙びみょう的てき平衡へいこう。但ただし是ぜ，因いん為ため宇宙うちゅう正ただし在ざい快速かいそく地ち膨脹ぼうちょう中ちゅう，溫度おんど持續じぞく轉てん涼すずし，在ざい10秒びょう鐘かね時候じこう，溫度おんど已やめ降ぶ到いた30億おくK，低てい於電子こ-正子まさこ生成せいせい過程かてい的てき溫度おんど底そこ限げん100億おくK。因よし此，光子こうし不ふ再さい具有ぐゆう足あし夠的能のう量りょう來らい生成せいせい電子でんし和かず正子まさこ對たい，大だい規模きぼ的てき電子でんし-正子まさこ生成せいせい事件じけん不ふ再さい發生はっせい。可か是ぜ，電子でんし和かず正子まさこ還かえ是ぜ繼續けいぞく不ふ段だん地ち相互そうご湮滅いんめつ對たい方かた，發射はっしゃ高だか能のう量りょう光子こうし。由よし於某些尚未み確定かくてい的てき因いん素もと，在ざい輕けい子こ生成せいせい過程かてい中なか，生成せいせい的てき電子でんし多た於正子こ。否いや則のり，假かり若わか電子でんし數量すうりょう與あずか正子まさこ數量すうりょう相等そうとう，現在げんざい就沒有ゆう電子でんし了りょう。不ふ只ただ這樣，由ゆかり於一いち種しゅ稱たたえ為ため重子しげこ不ふ對稱たいしょう性せい的てき狀況じょうきょう，質しつ子こ的てき數すう目もく也多過か反はん質しつ子こ，大約たいやく每ごと1億個粒子對與光子中，就會有ゆう一いち個こ額がく外的がいてき質しつ子こ。很巧地ち，電子でんし存そん留とめ的てき數すう目もく跟質子こ多た過か反はん質しつ子こ的てき數すう目もく正ただし好こう相等そうとう。因よし此，宇宙うちゅう淨きよし電荷でんか量りょう為ため零れい，呈てい電でん中性ちゅうせい。

假かり若わか溫度おんど高だか於10億おくK，任にん何なん質しつ子こ和かず中子なかこ結合けつごう而形成けいせい的てき重じゅう氫，會かい立りつ刻こく被ひ高こう能のう量りょう光子こうし光ひかり解かい。在ざい大だい爆ばく炸後100秒びょう鐘がね，溫度おんど已やめ經けい低てい於10億おくK，質しつ子こ和かず中子なかこ結合けつごう而成的てき重じゅう氫，不ふ再會さいかい被ひ高こう能のう量りょう光子こうし光ひかり解かい，存そん留とめ的てき質しつ子こ和かず中子なかこ開始かいし互相參さん予よ反應はんのう，形成けいせい各種かくしゅ氫的てき同位どうい素もと和わ氦的てき同位どうい素もと，和かず微量びりょう的てき鋰和わ鈹。這過程ほど稱たたえ為ため太初たいしょ核かく合成ごうせい。

在ざい大約たいやく1000秒びょう鐘がね時じ，溫度おんど降くだ到いた低てい於4億おくK。核かく子こ與あずか核かく子こ之の間あいだ，不ふ再さい能のう靠もたれ著ちょ高速度こうそくど隨ずい機き碰撞的てき機き制せい，克服こくふく庫くら侖障壁かべ，互相接近せっきん，產さん生せい核かく融合ゆうごう。因よし此，太初たいしょ核かく合成ごうせい過程かてい無法むほう進行しんこう，太初たいしょ核かく合成ごうせい階段かいだん大だい致結束けっそく。任にん何なん剩餘じょうよ的てき中子なかご，會かい因いん為ため半はん衰おとろえ期き大約たいやく為ため614秒びょう的てき負まけ貝かい他た衰おとろえ變へん，轉變てんぺん為ため質しつ子こ，同時どうじ釋しゃく出いずる一いち個こ電子でんし和わ一いち個こ反はん電でん微ほろ中子なかご：

$\mathrm {n} \Rightarrow \mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}+{\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} }\,\!$；

其中，$\mathrm {n} \,\!$ 代表だいひょう中子なかご，$\mathrm {p} +\,\!$ 代表だいひょう質しつ子こ，${\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} }\,\!$ 代表だいひょう反はん電でん微ほろ中子なかご。

在ざい以後いご的てき377,000年ねん期間きかん，電子でんし的てき能のう量りょう仍舊太たい高だか，無法むほう與あずか原子核げんしかく結合けつごう。在ざい這時期じき之これ後ご，隨ずい著ちょ宇宙うちゅう逐漸地ち降くだ溫ぬる，原子核げんしかく開始かいし束縛そくばく電子でんし，形成けいせい中性ちゅうせい的てき原子げんし。這過程ほど稱たたえ為ため復ふく合あい。在ざい這相當とう快かい的てき復ふく合あい過程かてい時期じき之これ後ご，大だい多數たすう的てき原子げんし都と成なる為ため中性ちゅうせい，光子こうし不ふ再會さいかい很容易ようい地ち與あずか物質ぶっしつ相互そうご作用さよう。光子こうし也可以自由じゆう地ち移動いどう於透明とうめい的てき宇宙うちゅう。

大だい爆ばく炸的一いち百ひゃく萬まん年ねん之これ後ご，第だい一いち代だい恆星こうせい開始かいし形成けいせい。在ざい恆星こうせい內部，恆星こうせい核かく合成ごうせい過程かてい的てき各種かくしゅ核かく融合ゆうごう，會かい造成ぞうせい正子まさこ的てき生成せいせい（參まいり閱質しつ子こ-質しつ子こ鏈反應おう和わ碳氮氧循環じゅんかん）。這些正子まさこ立たて刻こく會かい與あずか電子でんし互相湮滅いんめつ，同時どうじ釋放しゃくほう伽とぎ瑪射線せん。結果けっか是ぜ電子でんし數すう目もく穩定地ち遞減ていげん，跟中子なかご數すう目もく對應たいおう地ち增加ぞうか。恆星こうせい演えんじ化か過程かてい會かい合成ごうせい各種かくしゅ各樣かくよう的てき放射ほうしゃ性せい同位どうい素もと。有ゆう些同位い素もと隨ずい後會こうかい經歷けいれき負ふ貝かい他た衰おとろえ變へん，同時どうじ發はつ射出しゃしゅつ一いち個こ電子でんし和わ一いち個こ反はん電でん微ほろ中子なかご結果けっか是ぜ電子でんし數すう目もく增加ぞうか，跟中子なかご數すう目もく對應たいおう地ち減少げんしょう。例れい如，鈷-60（⁶⁰Co）同位どうい素もと會かい因いん衰おとろえ變へん而形成けいせい鎳-60。

質量しつりょう超過ちょうか20太陽たいよう質量しつりょう的てき恆星こうせい，在ざい它生命いのち的てき終點しゅうてん，會かい經歷けいれき到いた引力いんりょく坍縮，因いん而變成へんせい一いち個こ黑くろ洞ほら。按照相對そうたい論ろん理論りろん，黑くろ洞ほら所しょ具有ぐゆう的てき超ちょう強引ごういん力りょく，足あし可か阻止そし任にん何なん物體ぶったい逃離，甚至電磁でんじ輻射ふくしゃ也無法ほう逃離。但ただし是ぜ，物理ぶつり學がく家か認みとめ為ため，量子力學りょうしりきがく效こう應おう可能かのう會かい允許いんきょ電子でんし和かず正子まさこ生成せいせい於黑洞ほら的てき事件じけん視界しかい，因いん而使得とく黑くろ洞ほら發はつ射出しゃしゅつ霍金輻射ふくしゃ。

當とう一いち對虛たいホロウ粒子りゅうし，像ぞう正子まさこ-電子でんし虛きょ偶，生成せいせい於事件じけん視界しかい或ある其鄰近きん區域くいき時じ，這些虛きょ粒子りゅうし的てき隨ずい機き空間くうかん分ぶん佈，可能かのう會かい使し得とく其中一いち個こ虛きょ粒子りゅうし，出現しゅつげん於事件じけん視界しかい的てき外部がいぶ。這過程ほど稱たたえ為ため量子りょうし穿ほじ隧效應おう。黑くろ洞ほら的てき引力いんりょく勢ぜい會かい供給きょうきゅう能のう量りょう，使つかい得とく這虛粒子りゅうし轉變てんぺん為ため真實しんじつ粒子りゅうし，輻射ふくしゃ逃離黑くろ洞ほら。這輻射程しゃてい序じょ稱しょう為ため霍金輻射ふくしゃ。在ざい另一方面ほうめん，這程序じょ的てき代價だいか是ぜ，虛きょ偶的另一位成員得到了負能量。這會使し得とく黑くろ洞ほら淨きよし損失そんしつ一いち些質能のう。霍金輻射ふくしゃ的てき發射はっしゃ率りつ與あずか黑くろ洞ほら質量しつりょう成なり反はん比ひ；質量しつりょう越えつ小しょう，發射はっしゃ率りつ越えつ大だい。這樣，黑くろ洞ほら會かい越來ごえく越えつ快かい地ち蒸發じょうはつ。在ざい最後さいご的てき0.1秒びょう，超大ちょうだい的てき發射はっしゃ率りつ可か以類比ひ於一いち個こ大だい爆ばく炸。

高こう能のう量りょう宇宙うちゅう線せん入射にゅうしゃ於地球ちきゅう大氣たいき層そう，造成ぞうせい了りょう一陣持久的空中射叢。

宇宙うちゅう線せん是ぜ遨遊於太空そら的てき高だか能のう量りょう粒子りゅうし。物理ぶつり學者がくしゃ曾經測量そくりょう到いた能のう量りょう高だか達たち3.0 × 10²⁰ eV的てき粒子りゅうし。當とう這些粒子りゅうし進入しんにゅう地球ちきゅう的てき大氣たいき層そう，與あずか大氣たいき層そう的てき核かく子こ發生はっせい碰撞時じ，會かい生成せいせい一いち射しゃ叢くさむら的てき粒子りゅうし，包括ほうかつπぱい介かい子こ。緲子是ぜ一いち種しゅ輕けい子こ，是ぜ由よしπぱい介かい子こ在ざい高層こうそう大氣たいき衰おとろえ變へん而產生せい的てき。在ざい地球ちきゅう表面ひょうめん觀測かんそく到いた的てき宇宙うちゅう線せん，超ちょう過半數かはんすう是ぜ緲子。半はん衰おとろえ期き為ため2.2微ほろ秒びょう的てき緲子會かい因いん衰おとろえ變へん而產生せい一いち個こ電子でんし或ある正子まさこ。正確せいかく的てきπぱい⁻介かい子こ反應はんのう式しき為ため

$\mathrm {\pi } ^{-}\Rightarrow \mathrm {\mu } ^{-}+{\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {\mu } }\,\!$，

$\mathrm {\mu } ^{-}\Rightarrow \mathrm {e} ^{-}+{\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} }+\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } }\,\!$；

其中，$\mathrm {\mu } ^{-}\,\!$ 是ぜ緲子，$\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } }\,\!$ 是これ緲微中子なかご，${\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {\mu } }\,\!$ 是これ反はん緲微中子なかご，${\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} }\,\!$ 是これ反はん電でん微ほろ中子なかご。

觀測かんそく

電でん漿燈內部的てき電子でんし與あずか離はなれ子こ重じゅう結合けつごう以後いご，從したがえ激發げきはつ態たい躍おど遷至較低能ていのう級きゅう的てき量子りょうし態たい，同時どうじ釋放しゃくほう出で電磁でんじ輻射ふくしゃ。由よし於電磁でんじ輻射ふくしゃ的てき頻しき率りつ與あずか電でん漿材料りょう的てき性質せいしつ有ゆう關せき，因いん而會顯示けんじ出で各種かくしゅ不同ふどう的てき顏色かおいろ。

靠もたれ著ちょ偵測電子でんし的てき輻射ふくしゃ能のう量りょう，天文學てんもんがく家か可か以遠いえん距離きょり地ち觀測かんそく到いた電子でんし的てき各種かくしゅ現象げんしょう。例れい如，在ざい像ぞう恆星こうせい日にち冕一類的高能量環境裏，自由じゆう電子でんし會かい形成けいせい一いち種しゅ藉著制動せいどう輻射ふくしゃ來らい輻射ふくしゃ能のう量的りょうてき電でん漿。電子でんし氣體きたい的てき電でん漿振盪しんとう是ぜ一いち種しゅ波動はどう，是ぜ由よし電子でんし密度みつど的てき快速かいそく震盪しんとう所產しょさん生せい的てき波動はどう。這種波動はどう會かい造成ぞうせい能のう量的りょうてき發射はっしゃ。天文學てんもんがく家か可か以使用しよう無線むせん電でん望遠鏡ぼうえんきょう來らい偵測這能量りょう。

根據こんきょ普ひろし朗ろう克かつ關係かんけい式しき，光子こうし的てき頻しき率りつ與能よのう量りょう成なり正せい比ひ。當とう一個束縛電子躍遷於原子的不同能級的軌域之間時，束縛そくばく電子でんし會かい吸收きゅうしゅう或ある發射はっしゃ具有ぐゆう特定とくてい頻しき率りつ的てき光子こうし。例れい如，當とう照射しょうしゃ寬ひろし帶たい光こう譜ふ的てき光源こうげん所產しょさん生せい的てき光波こうは於原子こ時じ，特徵とくちょう吸收きゅうしゅう光こう譜ふ會かい出現しゅつげん於透射い輻射ふくしゃ的てき光ひかり譜ふ。每まい一種元素或分子會顯示出一組特徵吸收光譜，像ぞう氫光譜ふ。光ひかり譜ふ學がく專門せんもん研究けんきゅう光こう譜ふ線せん的てき強度きょうど和寬かずひろ度ど。細心さいしん分析ぶんせき這些數すう據よりどころ，即そく可か得知とくち物質ぶっしつ的てき組成そせい元素げんそ和物あえもの理性りせい質しつ。

在ざい實驗じっけん室しつ操みさお控ひかえ條件下じょうけんか，電子でんし與あずか其它粒子りゅうし的てき交互こうご作用さよう，可か以用粒子りゅうし偵測器き來らい仔細しさい觀察かんさつ。電子でんし的てき特徵とくちょう性質せいしつ，像ぞう質量しつりょう、自じ旋和電荷でんか等とう等とう，都と可か以加以測量そくりょう檢けん驗けん。四極よんきょく離はなれ子こ阱和わ潘はん寧やすし阱可か以長時間じかん地ち將はた帶電たいでん粒子りゅうし限げん制せい於一いち個こ很小的てき區域くいき。這樣，科學かがく家か可か以準確かく地ち測量そくりょう帶電たいでん粒子りゅうし的てき性質せいしつ。例れい如，在ざい一いち次じ實驗じっけん中ちゅう，一個電子被限制於潘寧阱的時間長達10個月かげつ之の久ひさし。1980年ねん，由ゆかり於各種かくしゅ先端せんたん科技かぎ的てき成功せいこう發展はってん，電子でんし磁矩的てき實驗じっけん值已經けい達たち到いた11個こ位い數すう的てき精確せいかく度ど。在ざい那な時候じこう，是ぜ所有しょゆう由よし實驗じっけん得え到いた的てき物理ぶつり常數じょうすう中ちゅう，精確せいかく度ど最高さいこう的てき物理ぶつり常數じょうすう。

2008年ねん2月がつ，隆德たかのり大學だいがく的てき一組物理團隊首先拍攝到電子能量分佈的視訊影像。科學かがく家か使用しよう非常ひじょう短たん暫的閃光せんこう，稱たたえ為ため阿おもね托たく秒びょう脈みゃく衝，率先そっせん捕捉ほそく到いた電子でんし的てき實際じっさい運動うんどう狀じょう況きょう。

在ざい固かた態たい物質ぶっしつ內，電子でんし的てき分ぶん佈可以用角かく分ぶん辨べん光こう電子でんし能のう譜ふ學がく來らい顯あらわ像ぞう。應用おうよう光ひかり電でん效こう應おう理論りろん，這科技わざ照射しょうしゃ高だか能のう量りょう輻射ふくしゃ於樣品ひん，然しか後こう測量そくりょう光ひかり電でん發射はっしゃ的てき電子でんし動どう能のう分ぶん佈和方向ほうこう分ぶん佈等等とう數すう據よりどころ。仔細しさい地ち分析ぶんせき這些數すう據よりどころ，即そく可か推論すいろん固かた態たい物質ぶっしつ的てき電子でんし結構けっこう。

應用おうよう領域りょういき

電子でんし束たば

在ざい一いち次じ美國びくに太たい空そら總そう署しょ的てき風洞ふうどう試驗しけん中ちゅう，電子でんし束たば射しゃ向むかい太ふと空むなし梭的てき迷你模型もけい，模擬もぎ返かえし回かい大氣たいき層そう時とき，太ふとし空そら梭四週的游離氣體。

電子でんし束たば焊接是ぜ應用おうよう於焊接領域りょういき的てき電子でんし束たば科技かぎ。這焊接せっ技術ぎじゅつ能のう夠將高だか達たち10⁷瓦かわら特とく／公おおやけ分ぶん²能のう量りょう密度みつど的てき熱ねつ能のう，聚焦於直徑ちょっけい為ため0.3–1.3公おおやけ釐的てき微小びしょう區域くいき。使用しよう這技術ぎじゅつ，技工ぎこう可か以焊接せっ更さら深厚しんこう的てき物件ぶっけん，限げん制せい大だい部分ぶぶん熱ねつ能のう於狹窄きょうさく的てき區域くいき，而不會かい改變かいへん附近ふきん物質ぶっしつ的てき材質ざいしつ。為ため了りょう避免物質ぶっしつ被ひ氧化的てき可能かのう性せい，電子でんし束たば焊接必須ひっす在ざい真空しんくう內進行しんこう。不適合ふてきごう使用しよう普通ふつう方法ほうほう焊接的てき傳導でんどう性せい物質ぶっしつ，可か以考慮こうりょ使用しよう電子でんし束たば焊接。在ざい核かく子こ工程こうてい和かず航わたる天工てんこう程ほど裏うら，有ゆう些高價こうか值焊接せっ工こう件けん不能ふのう接受せつじゅ任にん何なん瑕疵かし。這時候じこう，工程こうてい師し時じ常會じょうかい選擇せんたく使用しよう電子でんし束たば焊接來らい達成たっせい任務にんむ。

電子でんし束たば平版へいはん印刷いんさつ術じゅつ是ぜ一いち種しゅ分ぶん辨べん率りつ小しょう於1公おおやけ釐的蝕刻半導體はんどうたい的てき方法ほうほう。這種技術ぎじゅつ的てき缺點けってん是ぜ成本なりもと高こう昂のぼる、程ほど序じょ緩慢かんまん、必須ひっす操作そうさ於真空しんくう內、還かえ有ゆう，電子でんし束たばね在ざい固體こたい內很快かい就會散開さんかい，很難維持いじ聚焦。最後さいご這缺點てん限げん制せい住じゅう分ぶん辨べん率りつ不能ふのう小しょう於10奈米。因よし此，電子でんし束たば平版へいはん印刷いんさつ術じゅつ主要しゅよう是ぜ用よう來らい製造せいぞう少しょう數量すうりょう特別とくべつ的てき積せき體たい電路でんろ。

電子でんし束たば照射しょうしゃ技術ぎじゅつ使用しよう電子でんし束たば來らい照射しょうしゃ物質ぶっしつ。爲ため了りょう要よう改變かいへん物質ぶっしつ的てき物理ぶつり性質せいしつ或ある滅めつ除じょ醫療いりょう物品ぶっぴん和わ食品しょくひん所しょ含有がんゆう的てき微生物びせいぶつ，可か以考慮こうりょ使用しよう電子でんし束たば照射しょうしゃ技術ぎじゅつ。做為放射線ほうしゃせん療法りょうほう的てき一いち種しゅ，直線ちょくせん型がた加速器かそくき製せい備的電子でんし束たば可か以用來らい照射しょうしゃ淺あさ表ひょう性せい腫しゅ瘤こぶ。由よし於在被ひ吸收きゅうしゅう之の前まえ，電子でんし束たば只ただ會かい穿ほじ透とおる有限ゆうげん的てき深度しんど（能のう量りょう為ため5–20 MeV的てき電子でんし束たば通常つうじょう可か以穿透とおる5公おおやけ分ぶん的てき生物せいぶつ體たい），電子でんし束たば療法りょうほう可か以用來らい醫療いりょう像ぞう基底きてい細胞さいぼう癌がん一類いちるい的てき皮膚ひふ病びょう。電子でんし束たば療法りょうほう也可以輔助じょ治療ちりょう已やめ被かむX-射い線せん照射しょうしゃ過か的てき區域くいき。

粒子りゅうし加速器かそくき使用しよう電場でんじょう來らい增加ぞうか電子でんし或ある正子まさこ的てき能のう量りょう，使つかい這些粒子りゅうし擁よう有高ありだか能のう量りょう。當とう這些粒子りゅうし通過つうか磁場じば時じ，它們會かい放射ほうしゃ同どう步ふ輻射ふくしゃ。由よし於輻射的しゃてき強度きょうど與あずか自じ旋有關せき，因いん而造成ぞうせい了りょう電子でんし束たば的てき偏へん振ふ。這過程ほど稱たたえ為ため索さく克かつ洛らく夫おっと-特とく諾だく夫おっと效こう應おう。很多實驗じっけん都と需要じゅよう使用しよう偏へん振ふ的てき電子でんし束たば為ため粒子りゅうし源げん。同どう步ふ輻射ふくしゃ也可以用來らい降くだ低てい電子でんし束たば溫度おんど，減少げんしょう粒子りゅうし的てき動どう量りょう偏差へんさ。當とう粒子りゅうし達たち到いた要求ようきゅう的てき能のう量りょう，使つかい電子でんし束たば和かず正子まさこ束たば發生はっせい互相碰撞與湮滅いんめつ，這會引起能のう量的りょうてき發射はっしゃ。偵測這些能のう量的りょうてき分ぶん佈，仔細しさい研究けんきゅう分析ぶんせき實驗じっけん數すう據よりどころ，物理ぶつり學がく家か可か以了解りょうかい電子でんし與あずか正子まさこ碰撞與湮滅いんめつ的てき物理ぶつり行為こうい。

成なり像ぞう

低能ていのう電子でんし繞にょう射しゃ技術ぎじゅつ（LEED）照射しょうしゃ準じゅん直じき電子でんし束たば（collimated electron beam）於晶あきら體からだ物質ぶっしつ，然しか後こう根據こんきょ觀測かんそく到いた的てき繞にょう射しゃ圖樣ずよう，來らい推斷すいだん物質ぶっしつ結構けっこう。這技術ぎじゅつ所しょ使用しよう的てき電子でんし能のう量りょう通常つうじょう在ざい20–200 eV之の間あいだ。反射はんしゃ高だか能のう電子でんし繞にょう射しゃ（RHEED）技術ぎじゅつ以低角度かくど照射しょうしゃ準じゅん直ちょく電子でんし束たば於晶あきら體からだ物質ぶっしつ，然しか後こう蒐集しゅうしゅう反射はんしゃ圖樣ずよう的てき數すう據よりどころ，從したがえ而推斷すいだん晶あきら體からだ表面ひょうめん的てき資料しりょう。這技術ぎじゅつ所しょ使用しよう的てき電子でんし的てき能のう量りょう在ざい8–20 keV之の間あいだ，入射にゅうしゃ角度かくど為ため1–4°。

電子でんし顯微鏡けんびきょう將はた聚焦的てき電子でんし束たば入射にゅうしゃ於樣本ほん。由よし於電子でんし束たばね與あずか樣よう本ほん的てき交互こうご作用さよう，電子でんし的てき性質せいしつ，像ぞう移動いどう方向ほうこう、相對そうたい相そう位い和かず能のう量りょう，都會とかい有ゆう所しょ改變かいへん。細心さいしん地ち分析ぶんせき這些實驗じっけん蒐集しゅうしゅう到いた的てき數すう據よりどころ，即そく可か得え到いた分ぶん辨べん率りつ為ため原子げんし尺寸しゃくすん的てき影像えいぞう。使用しよう藍色あいいろ光こう，普通ふつう的てき光學こうがく顯微鏡けんびきょう的てき分ぶん辨べん率りつ，因いん受到繞にょう射しゃ限きり制せい，只ただ能のう達たち到いた200奈米；相互そうご比較ひかく，電子でんし顯微鏡けんびきょう的てき分ぶん辨べん率りつ，則のり是ぜ受到電子でんし的てき德とく布ぬの羅ら意い波長はちょう限きり制せい，對たい於能量りょう為ため100 keV的てき電子でんし，分ふん辨べん率りつ大約たいやく為ため0.0037奈米。像ぞう差さ修正しゅうせい穿ほじ透とおる式しき電子でんし顯微鏡けんびきょう能のう夠將分ぶん辨べん率りつ降くだ到いた低てい於0.05奈米，能のう夠清楚せいそ地ち觀測かんそく到いた個別こべつ原子げんし。這能力のうりょく使し得とく電子でんし顯微鏡けんびきょう成なり為ため，在ざい實驗じっけん室しつ裏うら，高こう分ぶん辨べん率りつ成なり像ぞう不可缺ふかけつ少すくな的てき儀ぎ器き。但ただし是ぜ，電子でんし顯微鏡けんびきょう的てき價あたい錢せん昂のぼる貴き，保養ほよう不易ふえき。在ざい操作そうさ電子でんし顯微鏡けんびきょう時じ，樣さま品ひん環境かんきょう需要じゅよう維持いじ真空しんくう，科學かがく家か無法むほう觀測かんそく活かつ生物せいぶつ。

電子でんし顯微鏡けんびきょう主要しゅよう分ぶん為ため兩りょう種類しゅるい式しき：穿ほじ透とおる式しき和わ掃描式しき。穿ほじ透とおる式しき電子でんし顯微鏡けんびきょう的てき操作そうさ原理げんり類似るいじ高架こうか式しき投影とうえい機き，將はた電子でんし束たば對たい準じゅん於樣品ひん切片せっぺん發射はっしゃ，穿ほじ透過とうか的てき電子でんし再さい用よう透とおる鏡きょう投影とうえい於底そこ片へん或ある電荷でんか耦合元もと件けん。掃描電子でんし顯微鏡けんびきょう用よう聚焦的てき電子でんし束たば掃瞄過か樣さま品ひん，就好像ぞう在ざい顯示けんじ器き內一般いっぱん。這兩種しゅ電子でんし顯微鏡けんびきょう的てき放ひ大だい率りつ可か從したがえ100倍ばい到いた1,000,000倍ばい，甚至更さら高だか。應用おうよう量子りょうし穿ほじ隧效應おう，掃描隧道すいどう顯微鏡けんびきょう將はた電子でんし從したがえ尖銳せんえい的てき金屬きんぞく針はり尖とんが穿ほじ隧至樣さま品ひん表面ひょうめん。為ため了りょう要よう維持いじ穩定的てき電流でんりゅう，針はり尖とんが會かい隨ずい著ちょ樣さま品ひん表面ひょうめん的てき高低こうてい而移動いどう，這樣，即そく可か得え到いた分ぶん辨べん率りつ為ため原子げんし尺寸しゃくすん的てき樣さま本ほん表面ひょうめん影像えいぞう。

自由じゆう電子でんし雷かみなり射しゃ

在ざい自由じゆう電子でんし雷かみなり射しゃ裡うら，相對そうたい論ろん性せい電子でんし束たば會かい移動いどう通過つうか一いち對たい波なみ盪器。每まい一個波盪器是由一排磁偶極ごく矩のり組成そせい，其磁場じょう的てき磁偶極ごく矩のり交替こうたい地ち指向しこう相反あいはん方向ほうこう。由よし於這些磁場じょう的てき作用さよう，電子でんし會かい發射はっしゃ同どう步ふ輻射ふくしゃ；而這輻射ふくしゃ會かい相あい干ひ地ち與あずか電子でんし交互こうご作用さよう，會かい在ざい共振きょうしん頻しき率りつ引起輻射ふくしゃ場じょう的てき強烈きょうれつ放ひ大だい。自由じゆう電子でんし雷かみなり射しゃ能のう夠發射はっしゃ相しょう干ひ的てき高だか輻射ふくしゃ率りつ的てき電磁でんじ輻射ふくしゃ，而且頻域いき相當そうとう寬ひろし廣こう，從したがえ微ほろ波なみ到いた軟X-射い線せん。這元件けん可か以應用おうよう於製造せいぞう業ぎょう、通つう訊業和わ各種かくしゅ醫療いりょう用途ようと，像ぞう軟組織そしき手術しゅじゅつ。

現げん階段かいだん已やめ運行うんこう的てき自由じゆう電子でんし雷かみなり射しゃ有美ゆみ國こく史ふみ丹に福ぶく直線ちょくせん加速器かそくき中心ちゅうしん的てき直線ちょくせん加速器かそくき相しょう干ひ光源こうげん（LCLS）、德とく國こく電子でんし加速器かそくき的てき漢かん堡自由じゆう電子でんし雷かみなり射しゃ（Free-electron LASer in Hamburg, FLASH）與あずか正せい在ざい建造けんぞう的てき歐おう洲しゅうX射い線せん自由じゆう電子でんし雷かみなり射しゃ（E-XFEL）。建たて成之しげゆき後ご，E-XFEL將しょう會かい是ぜ世界せかい上じょう規模きぼ最大さいだい，能のう量りょう最高さいこう的てき自由じゆう電子でんし雷かみなり射い裝置そうち。

其它

陰極いんきょく射しゃ線せん管かん的てき核心かくしん概念がいねん為ため，勞ろう侖茲力りょく定律ていりつ的てき應用おうよう於電子でんし束たば。陰極いんきょく射しゃ線せん管かん廣こう泛的使用しよう於實驗じっけん式しき儀ぎ器き顯示けんじ器き，電腦でんのう顯示けんじ器き和わ電でん視し。在ざい光ひかり電でん倍增ばいぞう管かん內，每まい一いち個こ擊げき中ちゅう光ひかり陰極いんきょく的てき光子こうし會かい因いん為ため光こう電でん效こう應おう引起一堆電子被發射出來，造成ぞうせい可か偵測的てき電流でんりゅう脈みゃく波は。曾經在ざい電子でんし科か技研ぎけん發はつ扮ふん演えんじ重要じゅうよう的てき角かく色しょく，真空しんくう管かん藉著電子でんし的てき流動りゅうどう來らい操縱そうじゅう電子でんし信號しんごう；但ただし是ぜ，此類元もと件けん現在げんざい於大おだい多數たすう情況じょうきょう下か已やめ被かむ電でん晶あきら體からだ一類いちるい的てき固かた態たい電子でんし元もと件けん取と代だい了りょう。不ふ過か對たい於高頻しき段だん工作こうさく的てき大功たいこう率りつ設備せつび，暫時ざんじ尚ひさし無む法被はっぴ固かた態たい元もと件けん完全かんぜん替がえ代だい。

參まいり閱

• 任意にんい子こ
• 轻子
• 電子でんし鹽しお
• 電子でんし泡沫うたかた
• 逐放電子でんし
• g因數いんすう
• 自じ旋電子でんし學がく
• 塞ふさが曼效應おう
• βべーた粒子りゅうし