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電子（英文名：Electron）是一種帶負電荷的粒子，同時它和中子以及質子也是構成原子的三種基本亞原子粒子。電子是第一代輕子，輕子是構成物質的基本粒子之一，以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。電子帶有1/2自旋，是一種費米子，根據泡利不相容原理，任何兩個電子都不能處于同樣的量子態。電子的反粒子是正電子，其質量、自旋、帶電量大小都與電子相同，但是電量正負性與電子相反。當電子和正電子碰撞時，它們會被破壞并產生一對（或更多）伽馬射線光子。

電子是自然界中最輕的帶電粒子，其質量大約是質子的1/1836，與質子或中子相比，電子被認為是幾乎無質量的，因此電子質量不包括在計算原子的質量數中。當原子的電子數與質子數不等時，原子會帶電，稱此原子為離子。當原子得到額外的電子時，它帶有負電，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，導致電量不平衡時，稱該物體帶靜電。電子與質子之間的吸引力，使得電子被束縛于原子中，多個原子之間，會形成化學鍵交換或分享電子。在原子中，電子在殼層軌道中環繞原子核，每個殼層僅容納一定數量的電子，電子在原子核周圍的軌道和殼層中的排列稱為原子的電子構型。這種電子構型不僅決定了原子的大小，還決定其化學活性。例如，元素周期表中相似元素組中的元素分類是基于其電子結構的相似性。

1838年，英國自然哲學家理查德·拉明（Richard Laming）首次假設了不可分割的電荷量的概念來解釋原子的化學性質。愛爾蘭物理學家喬治·約翰斯通·斯托尼（George Johnstone Stoney）隨后引入了電子一詞作為電的基本單位；1897年，約瑟夫·約翰·湯姆森（J.J. Thomson）發現了陰極射線會被偏轉，而根據磁性以及偏轉方向，并將其確定為負電荷粒子。

電子在許多物理現象中起著至關重要的作用，例如電、磁、化學和導熱系數，以及引力、電磁和弱相互作用等。由于電子帶有電荷，它的周圍會產生電場，根據洛倫茲力定律，電磁場也會影響電子的運動。電子在加速時會以光子的形式輻射或吸收能量。實驗室儀器能夠利用電磁場捕獲單個電子和電子等離子體。電子涉及許多應用領域，如電子束、成像、自由電子激光及其他應用等。

詞源

電子Electron源自拉丁語琥珀ēlectrum（也是同名合金的詞根），它來自希臘語中的琥珀（古希臘語：?λεκτρον）。

1600年，英國科學家威廉·吉爾伯特（William Gilbert）在他的論文《磁鐵》（De Magnete）中創造了新拉丁語術語electrica，指的是那些具有與琥珀相似的性質，在摩擦后會吸引小物體的物質。1640年代，由醫生托馬斯·布朗（Dr Thomas Browne）首次在英語中使用Electron。

研究簡史

很早以前，古希臘人就已經知道，琥珀（古希臘語：?λεκτρον）擁有一種奇特的性質：被摩擦之后的琥珀可以吸引輕小物體。2500年前，古希臘哲學家泰勒斯曾見證到琥珀的這種奇特的性質。

正負電的假想與發現

十八世紀，查爾斯·篤費（Charles Du Fay）發現，假若被絲綢摩擦后的玻璃對于帶電的金箔呈現出排斥的現象，則被羊毛摩擦后的琥珀會對這帶電的金箔呈現出吸引的現象。他從這結果與很多其它類似結果推斷，大自然有兩種不同的“電”，他稱由絲綢摩擦玻璃生成的電為玻璃電，由羊毛摩擦琥珀生成的電為沒藥樹電。

1747年，美國學者（Benjamin Franklin）做電實驗發現，當摩擦玻璃時，作為被摩擦者的玻璃會獲得一些電，而摩擦者則會失去一些電，在摩擦的過程中，并不會生成任何電，只會從摩擦者轉移一些電到玻璃，整個孤立系統的總電量不會改變。為了解釋類似這般的電現象，他想出一種單流體理論，其表明，電現象是源自于一種既看不見又無重量的流體所產生的作用，這種電流體彌漫于物體里，本杰明·富蘭克林認為，電流體是由極奇奧妙的粒子所組成，這些粒子彼此之間相互排斥，但會被其它物質強烈吸引，因此，物質能像海綿一般地吸引與儲存電流體。同時期，英國學者（William Watson）也獨立給出類似的單流體理論。

1808年，英國人（Dalton）提出了近代意義上的“原子論”，即化學中各元素的最小單位，如氫原子、氧原子、碳等。他以為，這就是組成物質的最小粒子了。

1815年，威廉-普魯特（William Prout）提出了元素的原子量是氫原子量的整數倍（普勞特假說）的觀點。

1871年，德國物理學者（Wilhelm Weber）建議，原子是由一個帶正電的亞原子粒子與一個帶負電的核心物質所組成．質量非常微小的亞原子粒子環繞著質量非常大的核心物質不停地轉動，兩個物體的帶電量相同。

1881年，德國物理學者（Hermann von Helmholtz）強調，從邁克爾·法拉第電解定律的結果可以總結，不論是正電或是負電，它們的電量都可被分割至基本電量，其物理行為如同帶電基礎粒子一般。

1891年，愛爾蘭物理學者喬治·斯桐尼（George Stoney）提議，將這基本電量命名為“electron ”（電子）。

發現陰極射線

1895年11月8日，（Wilhelm Conrad R?ntgen）發現一種新的未知射線，并將其命名為X射線。

1897年，英國物理學家J.J.湯姆森（J.J. Thomson）在研究陰極射線時發現了這個電子。他發現的電子，他最初稱之為微粒，在徹底改變原子結構知識方面發揮了關鍵作用。

19世紀末，隨著X射線、放射性、電子三大發現，經典物理在解釋黑體輻射、光電效應和原子的穩定性等現象時陷入了困境。

原子理論階段

1913年，在原有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，在軌道上運動時候電子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫“定態”，而且原子只有從一個定態到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有成功介紹了解釋了氫光譜實驗，對于進一步解釋實驗現象還有許多困難。

1913年，（Niels Bohr）假設電子處于量子化的能量狀態，其能量由電子軌道的自旋（角動量）決定，并且電子可以通過光子的發射或吸收在這些軌道之間移動。這些軌道解釋了氫原子的譜線。玻爾模型未能解釋光譜線的相對強度，也無法成功解釋更復雜原子的光譜。在原有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，在軌道上運動時候電子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫“定態”，而且原子只有從一個定態到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有成功介紹了解釋了氫光譜實驗，對于進一步解釋實驗現象還有許多困難。

1914年，Bohr（）提出了氫原子是由一個電子環繞一個質子的模型，就好像繞運動，擁有一個軌道一樣，電子因相反電荷作用而被束縛在了一個軌道上。利用早期的量子理論，的模型可以解釋氫原子光譜，且實驗與理論符合很好。

1916年，愛因斯研究了自發輻射，解決這個問題需要發展電磁場（即光）的相對論量子理論。引發提出量子場論的問題是電子從激發態躍遷到基態時原子怎樣輻射光。量子力學是解釋物質的理論，而量子場論是研究場的理論，不僅是電磁場，還有后來發現的其他場。

同年，吉爾伯特·劉易斯（Gilbert Lewis）提出，兩個原子之間的“共價鍵”由一對共享電子維持。

1919年，（Irving Langmuir）改進了劉易斯的靜態模型，并提出所有電子都分布在連續的“同心（近）球殼中，所有殼層的厚度都相等”。殼層被分成許多含有一對電子的細胞。該模型能夠定性地解釋元素周期表中所有元素的性質。

量子力學

1923年，法國物理學家受光子波粒二象性的啟發，認為以前對光的認識側重于光的波性，忽略了粒子性；而對像電子這樣的微觀實體則過分強調實體的粒子性，卻忽略了其可能具有的波動性。為此，德布羅意提出微觀的實體粒子也具有波粒二象性的假說，他認為，正如光具有波粒二象性一樣，實體的微粒（如電子、原子等）也具有這種性質，即既具有粒子性也具有波動性，這一假設不久為戴維孫和的實驗所證實。

同年，物理學家康普頓（A.H.Compton）研究了X射線經質散射的實驗。實驗發現，在散射的X射線中，除了有與原射線相同波長的成分外，還有波長較長的成分。

1925年，德國物理學家發表論文《關于運動學和力學關系的量子論的重新解釋》，海森堡對的原子結構和光譜理論作了深入透徹的研究；另一方面，海森堡通過的早期工作，間接受到思想的影響，他提出的矩陣方法完全拋棄了玻爾理論中的電子軌道、運行周期這種古典的但卻是不可觀測的概念，代之以可觀察量如輻射頻率和強度。

從1925年到1928年間，其他物理學家各自提出了關于電子等微觀粒子的其他理論，進一步擴充了量子力學的理論發展。例如，提出了不相容原理，為化學元素周期表奠定了理論基礎；（Paul Dirac）提出了相對論性的轉動方程來描述電子，解釋了電子的自旋并且預測了反物質，此外還提出了電磁場的量子描述，建立了量子場論的基礎；提出互補原理，試圖解釋量子理論中一些明顯的矛盾，尤其是波粒二象性。以上近代物理學家、、、狄拉克建立起描述微觀粒子運動的量子理論，量子理論和相對論一起，是20世紀初的重大理論成果，也是是近代物理學的理論基石。

1947年，威利斯·蘭姆（Willis Lamb）與研究生羅伯特-雷特福德（Robert Retherford）合作，發現氫原子的某些量子態本應具有相同的能量，但卻發生了相互偏移；這種差異后來被稱為蘭姆偏移。

同一時期，波利卡普·庫施（Polykarp Kusch）與亨利·福立（Henry M. Foley）合作，發現電子的磁矩比狄拉克理論預測的略大。這種微小的差異后來被稱為電子的反常磁偶極矩。這一差異后來由朝永振一郎（Sin-Itiro Tomonaga）、施溫格（Julian Schwinger）和理查德·費曼（Richard Feynman）在20世紀40年代末提出的量子電動力學理論解釋。

粒子加速器相關

隨著二十世紀上半葉粒子加速器的發展，物理學家開始更深入地研究亞原子粒子的性質。1961年，物理學家羅伯特·霍夫斯塔特?(Robert Hofstadter)，因通過電子彈性散射實驗對核子的大小及結構的測量被授予當年的。

1967年，斯坦福直線加速器中心（Stanford Linear Accelerator Center，SLAC）。在早期的實驗中，研究人員用電子轟擊質子，然后觀察到它們像臺球一樣跳彈開來。而當SLAC提高能量，更猛烈地發射電子，研究人員發現它們的反彈方式不同。電子撞擊質子的強度足以打碎后者——這個過程稱為深度非彈性散射（Deep Inelastic Scattering，DIS）——并從質子的類點碎片，即夸克反彈回來，這是夸克存在的第一個證據。

第一臺高能粒子對撞機ADONE的束流能量為1.5 GeV，這臺設備將電子和正電子向相反的方向加速，與電子撞擊靜態目標相比，其碰撞能量實際上增加了一倍。歐洲核子研究中心（CERN）的大型電子-正電子對撞機（LEP）從1989年運行到2000年，為粒子物理學標準模型提供了重要的測量數據。

1992年，在德國漢堡運行的強子—電子環形加速器（Hadron-Electron Ring Accelerator，HERA）用電子轟擊質子的強度大約是SLAC的千倍。在HERA實驗中，物理學家可以選擇從極低動量夸克反彈的電子，甚至是僅攜帶質子總動量0.005%的電子。而他們確實發現了極低動量電子：HERA的電子從低動量夸克及其反物質對應——反夸克的漩渦中反彈回來。

性質

電子的基本屬性

電子的質量大約為9.109 × 10?31kg，質子質量大約為電子質量的1836倍。電子所帶有的電量是基本電荷的電量為-1.602 × 10?19庫侖。電子的自旋量子數為 1/2。電子的內在磁矩大約為?1.001159μB。經典電子半徑是2.82 × 10?15m。蘭姆位移研究揭露，電子的電荷是大致分布于半徑為電子電子康普頓半徑的圓球形區域，電子康普頓半徑的數值為3.86 × 10?13m。

除去電子的位置（或動量）和自旋3-分量。對于其他已知的基本粒子一一光子、夸克等也是如此。和的粒子分別稱為玻色子和費米子。同時，狹義相對論中最重要的推論之一就是所有自旋為奇整數一半的粒子是費米子，所有自旋為整數的粒子是玻色子。所以，具有自旋 1/2 的電子和夸克是費米子。

電導率

電導率是表示物質傳輸電流的強弱能力的一種測量值。當施加電壓于導體的兩端時，電子會從低電勢處朝著高電勢處移動，因而產生電流。依照慣例，對于導體，電流的方向與電子移動的方向恰巧相反。銅和金都是優良導體；而玻璃和橡膠則都是不良導體。德魯德模型可以成功地推導出歐姆定律、電傳導與熱傳導彼此之間的關系，但按照這模型，熱傳導與電子熱容量有關，而實驗中并沒有觀測到這種關系。這主要是因為經典詹姆斯·麥克斯韋路德維希·玻爾茲曼分布無法描述電子的概率分布。

超導現象指的是，在低溫狀況下，物質失去電阻的現象。1950年，赫伯特·弗勒利希（Heike Kamerlingh Onnes）建議，超導機制涉及到電子與物體晶格震動的耦合。約翰·巴丁（John Bardeen）、利昂·庫珀（Leon Neil Cooper）與施里弗（John Robert Schrieffer）合作創建了BCS理論，其能夠完全解釋常規超導現象。BCS理論表明，電子與晶格之間的相互作用導致形成稱為庫珀對的成對的電子，庫珀對能夠絲毫沒有阻礙地移動于物體內部。物體可以被視為正離子的晶格沉浸在電子云里，當電子通過晶格時，負電子會吸引正離子，使得正離子微小地移動，這動作促成一個正價區域，其會吸引另外一個電子，形成了庫珀對。由于庫珀對的結合能很弱，庫珀對很容易被熱能拆散，因此超導現象通常只會出現在極端的低溫環境中。

電子的其他性質

量子特性

在現代物理學中，一個如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，并把最小單位稱為量子，諸如原子、分子、電子、光子等微粒都可以被稱為“量子”，整個世界就是由大量的量子組成的。

在量子電動力學中，帶電荷的電子與一個光子相互作用，前者能夠傳遞能量給后者，卻不能傳遞電荷給后者。關于貝塔衰變的類似的量子場論幾乎是對后面這種情況可能的最簡單的概括：同樣允許電荷的傳遞。這產生出來的理論就叫作量子味（QFD）。量子味動力學主要研究的對象則為中微子，而中微子是由電子吸收一個帶電的光子——W玻色子（W+）轉變而來。在量子味動力學當中，貝塔放射性出現于這種情況，當一個中子通過釋放出一個W-轉化為一個質子，而W-又轉化到一個電子和一個中微子之中這種按照能量和質量的等式（表達為著名的等式E=mc2）實現的能量的轉化，是量子場論的一個關鍵特征。

虛粒子

物理學者認為，空間會繼續不停地生成一對一對的虛粒子，例如，正負電子虛對，而在生存短暫的一段時間后，這些成對的虛粒子會相互。在這過程里，假若要偵測生成的虛粒子，生成虛粒子所需要的能量漲落，虛粒子能夠被偵測所需要的存在時間，必須滿足不確定原理所設定的偵測底限：；其中，h是約化普朗克常數。實際而言，生成這些虛粒子所需要的能量，可以從真空暫時借用一段時間，只要它們的乘積小于約化普朗克常數就行。這種現象理論上不會被儀器偵測出來，也不會違反海森堡不確定原理。根據推導，對于虛電子，最多是1.3 × 10?21秒。

原子與分子

原子是由原子核與電子組成，由于庫侖力的作用，原子內部的電子被原子核吸引與束縛。假若，束縛電子的數目不等于原子核的質子數目，則稱此原子為離子。在原子內部，原子軌域描述束縛電子的物理行為。每一個原子軌域都有自己獨特的一組量子數，像主量子數、角量子數和。原子軌域的主量子數設定能級，角量子數給出軌角，而磁量子數則是軌角動量對于某特定軸的量子化投影。根據，每一個原子軌域只能容納兩個電子，而這兩個電子的為反對稱，一個自旋向上，另一個自旋向下。

處于一個原子軌域的電子，經過發射或吸收光子的過程，可以躍遷至另外一個原子軌域。發射或吸收的光子的所涉及的能量必須等于軌域能級的差值。如果束縛電子獲得的能量大于其束縛能的能量，則束縛電子可以逃離原子，成為自由電子。例如，在光電效應里，一個能量大于原子的入射光子，被電子吸收，使得電子有足夠的能量逃離原子。幾種常見的為、共價鍵和金屬鍵。在里，陽離子和陰離子會通過靜電作用形成離子鍵。在里，原子與原子之間通過共用電子形成共價鍵。在金屬里，自由電子與排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力形成金屬鍵。

相互作用

電子是帶負電粒子，其所產生的電場，會吸引像質子一類的帶正電粒子，也會排斥像電子一類的帶負電粒子，這些現象所涉及的作用力遵守。大量電子在空間中的移動會形成電流，安培定律描述電流與磁場彼此之間的關系。法拉第感應定律描述時變磁場怎樣感應出電場。是發電機的運作原理。

康普頓效應是繼光電效應之后又一光子與電子相互作用的實驗實例，是指在散射的X射線中，除了有與原射線相同波長的成分外，還有波長較長的成分，這種有波長改變的散射，因此也稱為康普頓散射。由實驗結果可以發現，散射線中除有原波長的射線外，還出現了波長增大了的射線>。按照經典電磁理論，作為電磁波的X射線照射到散射物質上時，將引起物質內部的帶電粒子受迫振動，帶電粒子的受迫振動頻率等于入射光頻率，振動的帶電粒子將向四周輻射與振動頻率相同的電磁波，因此散射光的頻率應等于入射光的頻率，不可能觀察到與入射光頻率不同的散射光波。光子理論認為，頻率為（波長為）的X射線可看成由一些能量為的光子組成，當X的光子與自由電子或束繼較弱的外層電子發生碰撞時，光子將一部分能量傳遞給電子，所以碰撞后散射光子的能量較入射光子能量小，因而散射光的頻率較入射光子能量小，因而散射光的頻率要小，即散射光的波長較入射光波長增大，這就定性解釋了散射光中出現波長增大了的射線的原因。

當電子與正電子相互碰撞時，它們會互相對方，同時生成兩個以上，偶數的伽馬光子，以180°相對角度發射出去。假若，可以忽略電子和正電子的動量，則這碰撞可能會先形成電子偶素原子，然后再湮滅成為兩個0.511 MeVγ射線光子。反過來看，高能量光子可以轉變為一個電子和一個正電子，這程序稱為成對產生。但是，由于違背了動量守恒定律，單獨光子不可能會發生成對產生。只有在像原子核等等的帶電粒子附近，由于庫侖作用，能量大于1.022 MeV的光子才有可能發生成對產生。

在粒子物理的標準模型中，光子、W玻色子、Z玻色子和膠子等四種為1的規范玻色子是傳遞相互作用的。弱相互作用有兩種，載荷流相互作用（charged-current interaction）與中性流相互作用。載荷流相互作用的媒介是帶電性的W玻色子。通過發射W?玻色子或吸收W+玻色子，電子可轉變為電中微子；逆反過來，通過發射W+玻色子或吸收W-玻色子，電中微子也可轉變為電子。

相對論性電子的性質

電子的動能，其中洛倫茲因子以方程定義為，電子的靜質量，c為光速。根據阿爾伯特·愛因斯坦的狹義相對論，相對于觀測者的參考系，電子的移動速度越快，電子的相對論性質量（總能量）也越大，因而使得電子繼續加速所需要的能量越來越大，在接近光速時，趨向于無窮大。因此電子的移動速度可以接近光波在真空的傳播速度，但絕不會達到光速。

粒子分類

根據粒子物理學的標準模型，電子是，凡是為半奇數的基本粒子都是費米子，電子是費米子，因為電子的自旋是 1/2，費米子又分為輕子與重子兩種，它們的主要不同之處是輕子不涉及，因此，電子是輕子。在所有帶電的輕子中，電子的質量最小，屬于第一代基本粒子。μ子和τ子分別為第二代和第三代的帶電輕子。它們的帶電量、自旋和所涉及到的都與電子相同。

電子的觀測

間接觀測

輻射能量觀測

靠著偵測電子的輻射能量，天文學家可以遠距離地觀測到電子的各種現象。例如，在像一類的高能量環境里，自由電子會形成一種借著制動輻射來輻射能量的等離子體。電子氣體的等離子體振蕩是一種波動，是由電子密度的快速震蕩所產生的波動。這種波動會造成能量的發射，天文學家可以使用無線電望遠鏡來偵測這能量。

潘寧離子阱

潘寧離子阱是囚禁、冷卻帶電粒子，進而開展精密物理測量的理想實驗裝置。歷史上，基于潘寧阱的實驗研究兩次獲得（1989，2012），也證明了潘寧阱在單粒子調控與精密測量領域的重要地位。基于潘寧阱實驗設備發展的包括電子、質子、中子以及其他原子的質量測量，電子與核子的自旋磁矩測量以及高電荷態離子的能級結構測量，進而測定基本物理參數（如精細結構常數）、檢驗物理定律（如相對論、QED理論等）。

直接觀測

光電效應顯像

光電效應是指足夠高的高頻光照射在金屬表面上使表面發射電子的現象。某一頻率為的光線通過真空室壁上的窗口入射金屬陰極C從陰極擊出的電子一光電子經陰極與陽極A之間的電場加速并為A收集成為光電流。實驗表明光電子流與入射光強成正比；如改變入射光的頻率，則當光頻率小于某一數值（稱為截止頻率或紅限）時，便無光電子產生；如改變加速電壓的極性，即施加反向電場，當反向電壓的絕對值大于某一數值（稱為遏止電壓）時光電流才消失。與入射光強無關，而與入射光頻率，呈線性關系：，而且，光電子的發射瞬間發生，無論入射光強高低，甫一有光照，立刻便有光電子被擊出。

每個光量子的能量與輻射頻率的關系是（為普朗克常數），以此對光電效應作出解釋，入射的光子被金屬中的電子吸收，電子獲得了大小為的能量，電子把一部分能量用于脫離金屬表面時所需要的逸出功，另一部分則成為逸出電子的初動能，并給出光電效應方程了。

在固態物質內，電子的分布可以用角分辨光電子能譜學來顯像。應用光電效應理論，這科技照射高能量輻射于樣品，然后測量光電發射的電子動能分布和方向分布等等數據。仔細地分析這些數據，即可推論固態物質的電子結構。

電子的應用

電子束

電子束焊接是應用于焊接領域的電子束科技。這種焊接技術能夠將高達107瓦特／厘米2能量密度的熱能，聚焦于直徑為0.3–1.3毫米的微小區域。使用這技術，技工可以焊接更深厚的物件。為了避免物質被氧化的可能性，電子束焊接必須在真空內進行。不適合使用普通方法焊接的傳導性物質，可以考慮使用電子束焊接。在核子工程和航天工程里，有些高價值焊接工件不能接受任何瑕。這時候，工程師時常會選擇使用電子束焊接來達成任務。

成像

低能電子衍射技術（LEED）照射準直電子束（collimated electron beam）于晶體物質，然后根據觀測到的衍射圖樣，來推斷物質結構。這技術所使用的電子能量通常在20–200eV之間。反射高能電子衍射（RHEED）技術以低角度照射準直電子束于晶體物質，然后搜集反射圖樣的數據，從而推斷晶體表面的資料。這技術所使用的電子的能量在8–20keV之間，入射角度為1–4度。電子顯微鏡將聚焦的電子束入射于樣本。由于電子束與樣本的相互作用，電子的性質，像移動方向、相對相位和能量，都會有所改變。細心地分析這些實驗搜集到的數據，即可得到分辨率為原子尺寸的影像。

電子顯微鏡主要分為兩種類式：穿透式和掃描式。穿透式電子顯微鏡的操作原理類似高架式投影機，將電子束對準于樣品切片發射，穿透過的電子再用透鏡投影于底片或電荷耦合元件。掃描電子顯微鏡用聚焦的電子束掃描過樣品，就好像在顯示器內一般。這兩種電子顯微鏡的放大率可從100倍到1000000倍，甚至更高。應用量子隧穿效應，掃描隧道顯微鏡將電子從尖銳的金屬針尖隧穿至樣品表面。為了要維持穩定的電流，針尖會隨著樣品表面的高低而移動，這樣，即可得到分辨率為原子尺寸的樣本表面影像。

自由電子激光

陰極射線管的核心概念為，洛倫茲力定律的應用于電子束。陰極射線管廣泛的使用于實驗式儀器顯示器，電腦顯示器和電視。在光電倍增管內，每一個擊中光陰極的光子會因為光電效應引起一堆電子被發射出來，造成可偵測的電流脈波。

納米電子學

納米電子學是研究結構尺寸為納米級的電子器件和電子設備的一門科學。在納米空間尺度0.1~100nm上，電子不能被視為簡單的粒子，其波動性將明顯地顯示出來，因此以量子力學為理論基礎的納米電子技術逐漸發展。其中單電子晶體管這一量子器件只是控制單個電子的運動狀態，其主要是通過控制電子波動的相位來實現特定功能。因此單電子晶體管比傳統的晶體管具有更高的響應速度和更低的功耗。傳統的電子器件無論怎樣改進，其響應速度最高只能達到10-12s，功耗最低只能降低到1μW。

參考資料 >

What Is An Electron.universetoday.2023-11-21

electron.britannica.2023-11-21

宇稱為什么不守恒?.微信公眾平臺.2023-11-24

proton-electron mass ratio.proton.2023-11-21

George Johnstone Stoney.britannica.2023-11-23

10分鐘讀懂粒子物理到底是如何誕生的.微信公眾平臺.2023-11-06

潘寧阱與精密測量物理.量子物理與量子信息研究部.2023-11-23

電化學工程及應用.清華大學化學系.2023-11-23

三體人為什么那么害怕地球人的加速器？.微信公眾平臺.2023-11-06

Electric light.etymonline.2023-11-23

揭秘“上帝粒子”：為何它與萬有引力、進化論、DNA雙螺旋結構一樣重要 | 直播預告.微信公眾平臺.2023-11-08