電子

電子是一種帶有負(fù)電的次原子粒子。電子屬于輕子類，以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。輕子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一，無法被分解為更小的粒子。電子帶有1/2自旋，是一種費(fèi)米子。因此，根據(jù)泡利不相容原理，任何兩個電子都不能處于同樣的狀態(tài)。電子的反粒子是正電子，其質(zhì)量、自旋、帶電量大小都與電子相同，但是電量正負(fù)性與電子相反。電子與正電子會因碰撞而互相湮滅，在這過程中，生成一對以上的光子。

由電子與中子、質(zhì)子所組成的原子，是物質(zhì)的基本單位。相對于中子和質(zhì)子所組成的原子核，電子的質(zhì)量顯得極小。質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的1836倍。當(dāng)原子的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)不等時，原子會帶電；稱該帶電原子為離子。當(dāng)原子得到額外的電子時，它帶有負(fù)電，叫陰離子，失去電子時，它帶有正電，叫陽離子。若物體帶有的電子多于或少于原子核的電量，導(dǎo)致正負(fù)電量不平衡時，稱該物體帶靜電。當(dāng)正負(fù)電量平衡時，稱物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途，例如，靜電油漆系統(tǒng)能夠?qū)⒋善峄蚓郯滨テ?，均勻地噴灑于物品表面?/p>

電子與質(zhì)子之間的吸引性庫侖力，使得電子被束縛于原子，稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子，會交換或分享它們的束縛電子，這是化學(xué)鍵的主要成因。當(dāng)電子脫離原子核的束縛，能夠自由移動時，則改稱此電子為自由電子。許多自由電子一起移動所產(chǎn)生的凈流動現(xiàn)象稱為電流。在許多物理現(xiàn)象里，像電傳導(dǎo)、磁性或熱傳導(dǎo)，電子都扮演了機(jī)要的角色。移動的電子會產(chǎn)生磁場，也會被外磁場偏轉(zhuǎn)。呈加速度運(yùn)動的電子會發(fā)射電磁輻射。

根據(jù)大爆炸理論，宇宙現(xiàn)存的電子大部分都是生成于大爆炸事件。但也有一小部分是因?yàn)榉派湫晕镔|(zhì)的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如，當(dāng)宇宙線進(jìn)入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面，許多電子會因?yàn)榕c正電子相碰撞而互相湮滅，或者，會在恒星內(nèi)部制造新原子核的恒星核合成過程中被吸收。

在實(shí)驗(yàn)室里，精密的尖端儀器，像四極離子阱，可以長時間局限電子，以供觀察和測量。大型托卡馬克設(shè)施，像國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，借著局限電子和離子等離子體，來實(shí)現(xiàn)受控核聚變。無線電望遠(yuǎn)鏡可以用來偵測外太空的電子等離子體。

電子被廣泛應(yīng)用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等領(lǐng)域。