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乙級數位電子學術科解析 金石堂 博客來熱銷的圖書 |
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由電子與中子、質子所組成的原子,是物質的基本單位。相對於中子和質子所組成的原子核,電子的質量顯得極小。質子的質量大約是電子質量的1836倍。當原子的電子數與質子數不等時,則該原子會帶電;稱該帶電原子為離子。帶正電的離子叫陽離子,其電子數小於質子數;帶負電的離子叫陰離子,其電子數大於質子數。若物體的電子數不等於質子數,導致正負電量不平衡時,則稱該物體帶靜電。當正負電量平衡時,稱物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將瓷漆或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。
電子與質子之間的庫侖力能促使電子被束縛於原子內部,因此為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。當電子不再被束縛於原子內部,而能夠自由移動於原子以外的空間時,則稱此電子為自由電子。多個自由電子共同移動所產生的淨流動現象稱為電流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了重要角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會產生電磁輻射。
根據大霹靂理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大霹靂事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。
在實驗室裏,像四極離子阱一類的精密尖端儀器,可以長時間束縛電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像國際熱核融合實驗反應爐,利用磁場來約束住高熱電漿中的電子和離子,藉以實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。
電子被廣泛應用於電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、雷射和粒子加速器等領域。
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