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2.1 电子及其特性

1897年,英国剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·约翰·汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,汤姆孙将这种粒子命名为电子,采用的是1891年乔治·斯托尼所起的名字。至此,电子成为人类发现的第一个亚原子粒子。

100多年前,美国物理学家罗伯特·密立根通过多次实验测出电子的电荷:

(2-1)

其中,C(库仑)为电荷的单位,1C即1A的电流在1s内流过总截面的电荷量。

电子的静止质量为

(2-2)

由爱因斯坦狭义相对论可知,运动的电子质量为

(2-3)

其中, v 为电子的速度, c 为光速。

电子在空间的行为由固有的运动规律、存储的动能、空间中的电磁场,以及所处空间媒质的电磁特性决定。如果电子能够脱离原子或分子的束缚,在物质或真空中自由移动,则被称为自由电子。相反,如果电子因被原子核或化学键束缚在特定能级而无法自由移动,则被称为束缚电子。束缚电子的运动规律遵循量子力学原理,而真空中自由电子的运动规律通常用经典力学就可以精确描述。 f7ycIqC8juGH9NNqQsD8JWkICsmXrH/CNwjU7wy82uYw8bIK5Fv53JNROkNuIR4N

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