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。