2.1　電子及其特性

1897年，英國劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的約瑟夫·約翰·湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，湯姆孫將這種粒子命名為電子，采用的是1891年喬治·斯托尼所起的名字。至此，電子成為人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)亞原子粒子。

100多年前，美國物理學(xué)家羅伯特·密立根通過多次實(shí)驗(yàn)測出電子的電荷：

　　（2-1）

其中，C（庫侖）為電荷的單位，1C即1A的電流在1s內(nèi)流過總截面的電荷量。

電子的靜止質(zhì)量為

　　（2-2）

由愛因斯坦狹義相對論可知，運(yùn)動(dòng)的電子質(zhì)量為

　　（2-3）

其中，v為電子的速度，c為光速。

電子在空間的行為由固有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、存儲(chǔ)的動(dòng)能、空間中的電磁場，以及所處空間媒質(zhì)的電磁特性決定。如果電子能夠脫離原子或分子的束縛，在物質(zhì)或真空中自由移動(dòng)，則被稱為自由電子。相反，如果電子因被原子核或化學(xué)鍵束縛在特定能級(jí)而無法自由移動(dòng)，則被稱為束縛電子。束縛電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律遵循量子力學(xué)原理，而真空中自由電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律通常用經(jīng)典力學(xué)就可以精確描述。