电子

基本粒子之一
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电子（英文名：Electron）是一种带负电荷的粒子，同时它和中子以及质子也是构成原子的三种基本亚原子粒子。[1][2][6]电子是第一代轻子，轻子是构成物质的基本粒子之一，以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。电子带有1/2自旋，是一种费米子，根据泡利不相容原理，任何两个电子都不能处于同样的量子态。[1][2][6][7]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。当电子和正电子碰撞时，它们会被破坏并产生一对（或更多）伽马射线光子。[1][2]
电子是自然界中最轻的带电粒子，其质量大约是质子的1/1836，与质子或中子相比，电子被认为是几乎无质量的，因此电子质量不包括在计算原子的质量数中。[2][8]当原子的电子数与质子数不等时，原子会带电，称此原子为离子。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。[7]若物体带有的电子多于或少于原子核的电量，导致电量不平衡时，称该物体带静电。[9]电子与质子之间的吸引力，使得电子被束缚于原子中，多个原子之间，会形成化学键交换或分享电子。[7][10]在原子中，电子在壳层轨道中环绕原子核，每个壳层仅容纳一定数量的电子，电子在原子核周围的轨道和壳层中的排列称为原子的电子构型。这种电子构型不仅决定了原子的大小，还决定其化学活性。例如，元素周期表中相似元素组中的元素分类是基于其电子结构的相似性。[2]
1838年，英国自然哲学家理查德·拉明（Richard Laming）首次假设了不可分割的电荷量的概念来解释原子的化学性质。[11]爱尔兰物理学家乔治·约翰斯通·斯托尼（George Johnstone Stoney）随后引入了电子一词作为电的基本单位；[12]1897年，约瑟夫·约翰·汤姆森（J.J. Thomson）发现了阴极射线会被磁铁偏转，而根据磁性以及偏转方向，并将其确定为负电荷粒子。[13]
电子在许多物理现象中起着至关重要的作用，例如电、磁、化学和导热系数，以及引力、电磁和弱相互作用等。[14]由于电子带有电荷，它的周围会产生电场，根据洛伦兹力定律，电磁场也会影响电子的运动。[15][16][17]电子在加速时会以光子的形式辐射或吸收能量。[18]实验室仪器能够利用电磁场捕获单个电子和电子等离子体。[19]电子涉及许多应用领域，如电子束、成像、自由电子激光及其他应用等。[20][21][22][23][24]

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