不在list上的中国院校的学生,dianzi

电子是什么?

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朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题 。电子是微观世界中最常见的粒子之一,我们在中学物理电磁学中就了解了关于电子的一些特点 。比如在讲到金属导线中电流形成的时候,电子就起到了功不可没的作用,正是由于金属中的电子在电场力的作用下定向移动才形成了电流,这些都是由于自由电子运动形成的结果 。我们先从电子的一些特点来认识电子,我们首先从它的质量来说,电子的质量是非常轻的,电子的质量为9.10 × 10-31 kg,一般用e-来表示 。
其次电子的体积非常小,它比原子还要小,我们在学半导体的时候,都会讲到硅和锗这两种半导体材料,在讲到硅原子时,我们知道在硅原子外围带着四个电子,这些电子在原子核的束缚下它不会轻易移动,它只会在原子内做绕核运动,要想使电子移动需要在外电场力的作用下才可以移动,外部所给的能量越大,电子移动的距离就越远 。我记得在学化学时,讲到化学元素,都会讲到每种元素的原子核会围绕着多少个电子,这些电子按着一定的数量和规律在围绕着电子不停地旋转,因此电子的第三个特点是电子是在不停地运动的,它的运动方式之一是绕着原子核旋转做圆周运动;它的运动形式之二是,当满足了一定的条件,它会摆脱原子核的束缚做直线移动 。
它活跃的程度主要取决于它最外层的电子个数 。最后一点是电子对外所显现的带电属性是带负电 。在半导体中正是由于被束缚的电子移动,它从原子核周围的位置飞逸出来,它原先的地方就留下一个位置出来,这个位置因为失去了带负电的电子而显示正电的特性 。总之虽然电子非常微小,但是它在物理和化学等领域中的作用可不低,比如我们看的电视机里的阴极射线管,观察微观世界领域用的电子显微镜、甚至在科学领域中用的粒子加速器等都需要电子的威力 。
电子的本质是什么?由什么构成?
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电子是一个较为尴尬的粒子,一方面其与质子组成原子,是构成物质的基本粒子;另一方面,其质量只有质子的1830分之一,并不是物质的主体,而仅只是其运动形成了物质的体积 。于是,在夸克理论中,并没有电子的位置 。根据该理论,质子和中子等基本粒子是由各种夸克组合而成的 。电子则由于质量太小,被认为其本质是光子 。然而,电子与光子的差异更大,后者被认为是没有质量的 。
而且,电子不仅有电荷,其电荷的电量与其他基本粒子如质子的电量完全相等 。反观光子,其是不带电的中性粒子 。因此,就质量、电量和物质的构成,电子都更像是与质子属于同一层次的粒子 。而且,正负电子对的湮灭,可以形成光子 。因此,电子与光子反倒是不同层次的粒子 。所以,将电子与光子划等号,只能说明夸克理论是有疑问的 。
此外,根据狭义相对论,光速具有不变性,且速度最大 。这些都与电子的行为有着本质的区别 。根据有机的量子宇宙观,宇宙是自然界的一部分,是一个由最小粒子构成的封闭系统 。该最小粒子就是由普朗克常数h定义和定量的量子,具有不可再分的特性,从而使能量具有不连续性,消除了紫外灾变 。于是,离散的基态量子构成了宇宙的本底物理背景,即形成了量子空间;受到激发的量子成为光子,属于能量的范畴;而由高能量子的运动所形成的封闭体系就是包括电子在内的各种基本粒子,属于物质的范畴 。

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