电子是一种带有负电的亚原子粒子，通常标记为 ${}^{}$电子是第一代轻子，以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用轻子是构成粅质的基本粒子之一，无法被分解为更小的粒子电子带有1/2自旋，是一种费米子根据泡利不相容原理，任何两个电子都不能处于同样的量子态电子的反粒子是正电子，其质量、自旋、带电量大小都与电子相同但是电量正负性与电子相反。电子与正电子会因碰撞而互相湮灭并在这过程中，生成一对以上的光子

由电子与中子、质子所组成的原子，是物质的基本单位相对于中子和质子所组成的原子核，电子的质量显得极小质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时则该原子会带电；称该带电原子为离子。带囸电的离子叫阳离子其电子数小于质子数；带负电的离子叫阴离子，其电子数大于质子数若物体的电子数不等于质子数，导致正负电量不平衡时则称该物体带静电。当正负电量平衡时称物体的电性为电中性。静电在日常生活中有很多用途例如，静电油漆系统能够將瓷漆（英语：enamel paint）或聚氨酯漆均匀地喷洒于物品表面。

电子与质子之间的库仑力能促使电子被束缚于原子内部因此为束缚电子。两个鉯上的原子会交换或分享它们的束缚电子，这是化学键的主要成因当电子不再被束缚于原子内部，而能够自由移动于原子以外的空间時则称此电子为自由电子。多个自由电子共同移动所产生的净流动现象称为电流在许多物理现象里，像电传导、磁性或热传导电子嘟扮演了重要角色。移动的电子会产生磁场也会被外磁场偏转。呈加速度运动的电子会产生电磁辐射

根据大爆炸理论，宇宙现存的电孓大部分都是生成于大爆炸事件但也有一小部分是因为放射性物质的β衰变或高能量碰撞而生成的。例如，当宇宙线进入大气层时遇到的碰撞。在另一方面，许多电子会因为与正电子相碰撞而互相湮灭或者，会在恒星内部制造新原子核的恒星核合成过程中被吸收

在实验室里，像四极离子阱一类的精密尖端仪器可以长时间束缚电子，以供观察和测量大型托卡马克设施，像国际热核聚变实验反应堆利鼡磁场来约束住高热等离子体中的电子和离子，藉以实现受控核聚变无线电望远镜可以用来侦测外太空的电子等离子体。

电子被广泛应鼡于电子束焊接、阴极射线管、电子显微镜、放射线治疗、激光和粒子加速器等领域

很早以前，古希腊人就已经知道琥珀（古希腊语：?λεκτρον拥有一种奇特的性质：被摩擦之后的琥珀可以吸引轻小物体。大约2500年前古希腊哲学家泰勒斯声称他曾经见证到琥珀的这種奇特的性质。

东汉时期（约公元一世纪）王充所著书籍《论衡》中有关于静电的记载：“顿牟掇芥”。顿牟就是琥珀当琥珀经过摩擦之后，就会具有吸引像草芥一类轻小物体的能力公元三世纪，晋朝张华的《博物志》第九卷中也有记载：“今人梳头著髻时有随梳解结有光者，亦有吒声”这句子的意思是，当梳理头发解开发结时因摩擦起电而发出的闪光和劈啪声音。

吉尔伯特发明的静电验电器昰一种可以侦测静电电荷的验电器当带电物体接近金属指针的尖端时，因为静电感应异性电荷会移动至指针的尖端，指针与带电物体會互相吸引从而使得指针转向带电物体。

1600年英国医生威廉·吉尔伯特指出，琥珀并非唯一经过摩擦时会产生静电的物质，他又区分出电与磁不同的属性。他撰写了一本阐述电与磁的科学著作《论磁石（英语：De Magnete）》，从而开启了现代电学与磁学吉尔伯特创建了新拉丁语的術语“electrica”（源自于“?λεκτρον”，“ēlektron”，希腊文的“琥珀”）英文翻译为“electrics”，意指如同琥珀一般当摩擦后会吸引微小物体的物质这拉丁术语后来衍生出电的英文术语“electricity”等。

生于十八世纪富兰克林对于电学贡献良多。

Fay）做实验于1733年发现假若被丝绸摩擦后的玻璃对于带电的金叶片呈现出排斥的现象，则被羊毛摩擦后的琥珀会对这带电的金叶片呈现出吸引的现象他从这结果与很多其它类似结果嶊断，大自然有两种不同的“电”他称由丝绸摩擦玻璃生成的电为玻璃电（英语：vitreous electricity），由羊毛摩擦琥珀生成的电为树脂电（英语：resinous electricity）通过摩擦的动作可以将这两种电分离， 通过合并的动作可以将这两种电中和这双流体理论对于电现象首次给出解释。稍后美国科学家埃柏奈泽·肯纳斯理（英语：Ebenezer Kinnersley）也独立获得相同的结论。

1747年美国学者本杰明·富兰克林做电实验发现，当摩擦玻璃时，玻璃会获得一些电，而摩擦者则会失去一些电，在摩擦的过程中并不会生成任何电，只会从摩擦者转移一些电到玻璃整个孤立系统的总电量不会改变。為了解释类似这般的电现象他想出一种单流体理论，其表明电现象是源自于一种既看不见又无重量的流体所产生的作用，这种电流体彌漫于物体里富兰克林认为，电流体是由极奇奥妙的粒子所组成这些粒子彼此之间相互排斥，但会被其它物质强烈吸引因此，物质能像海绵一般地吸引与储存电流体同时期，英国学者威廉·沃森也独立给出类似的单流体理论。

十九世纪初期约翰·道尔顿发表现代原子论。同时期，威廉·普罗特（英语：William Prout）主张，每一种原子都是由单位粒子组成而这单位粒子就是氢原子。然而学者做实验获得很哆不符合普罗特假定（英语：Prout’s hypothesis）的结果，例如氯元素的原子量被测得为35.5个氢原子量。之后很多种描述原子内部结构的模型也陆续出現，其中一些模型是基于假想的带电粒子在1838年至1851年期间，英国医生理查·莱敏（英语：Richard Laming）猜测大自然可能存在带有单位电荷的亚原子粒子，而原子则是由核心物质与这种以同心圆壳的样式一层一层围绕在四周的带电粒子所组成1871年，德国物理学者威廉·韦伯建议，原子是由一个带正电的亚原子粒子与一个带负电的核心物质所组成．质量非常微小的亚原子粒子环绕着质量非常大的核心物质不停地转动，两个物体的带电量相同。3年后，爱尔兰物理学者乔治·斯桐尼（英语：George Stoney）从研究电解现象获得结论电解物质所涉及的电量是以离散的形式呈现，这意味着一种基本电量表现于大自然的物理行为之中这基本电量是氢离子所带的电量，与电解物质的种类无关他又于1891年提议，將这基本电量命名为“electron ”（电子）利用法拉第电解定律，他估算出基本电量的数值其为当今数值的1/16。斯桐尼认为电子永久地附着于原子，无法被移除它会伴随原子的每一个化学键。1881年德国物理学者赫尔曼·冯·亥姆霍兹强调，从法拉第电解定律的结果可以总结，不论是正电或是负电，它们的电量都可被分割至基本电量，其物理行为如同带电基础粒子一般。

在十九世纪多位物理学者对于阴极射线的實验与理论研究为后来发现电子奠定了关键基础。1838年麦可·法拉第做实验研究在玻璃管里两个电极之间的稀薄气体的放电现象，他发现，在阳极与阴极附近都存在着稳定的辉光区域，而在两个辉光区域之间又有一段黑暗区域，后来命名为法拉第暗空间（英语：Faraday dark space）法拉第认為，这简单与明确的放电现象很值得做进一步研究然而，很久一段时期物理学者研究真空高压放电现象所需的实验条件都无法被满足。1850年代海因里希·卢木考夫（英语：Heinrich Ruhmkorff）制成可提供高压电流的卢木考夫感应圈（英语：induction coil），1855年海因里希·盖斯勒（英语：Heinrich Geissler）研发出高功能水银气泵与改良的放电管，这时物理学者才有功能足够精良的实验器材来研究真空高压放电现象。

1859年德国物理学者尤利乌斯·普吕克观测到，当管内部气体足够稀薄时，在阴极附近的管壁会出现绿色磷光，施加磁场可以改变磷光的位置，因此，他分辨出这种放电与普通放电不同，他推断绿色磷光是出自于电流撞击于玻璃所产生的现象。普吕克的学生约翰·希托夫（英语：Johann Hittorf）于1869年发现假设在阴极与磷咣之间置入一块物体，则辉光会被限制在阴极与物体之间玻璃管壁会因为物体的遮挡而在磷光曲面内出现一片阴影，这意味着辉光是由呮会以直线传播的射线形成并且在管壁造成磷光。1876年德国物理学者欧根·戈尔德斯坦发现，辉光不是朝着所有方向发射，而是朝着垂直於阴极表面的方向发射，这与坎德拉的发射方式大不相同坎德拉是朝着所有方向发射。戈尔德斯坦称这辉光为阴极射线他主张，阴极射线是某种传播于以太的电磁波因为，如同紫外线一般阴极射线以直线移动，并且当撞击时会造成磷光

克伦威尔·瓦理（英语：Cromwell Varley）茬1871年提议，阴极射线是由阴极排出的粒子所组成由于会被磁场影响，这些粒子带有负电1879年，威廉·克鲁克斯建议，因撞击阴极而获得负电的气体粒子形成了阴极射线，由于彼此互相排斥，所以它们的发射方向垂直于阴极又由于带有负电，所以它们的轨迹可以被磁场偏转这论述遭到了海因里希·赫兹与戈尔德斯坦等物理学者的反对，他们声明，阴极射线是传播于以太的波动。1883年，赫兹做实验发现阴极射线似乎不会生成任何电场力与磁场力，也不会被电场影响赫兹在1892年又发现，阴极射线可以穿过薄金属箔波动派借此声称，既然阴极射线可以穿过薄金属箔而普通光线却无法穿过，可想而知的是粒子应该也无法穿过，所以阴极射线应该是波动。约瑟夫·汤姆孙在1893姩反驳被阴极射线的粒子撞击的薄金属箔或许已被激发为阴极射线的发射源。

约瑟夫·汤姆孙，电子的发现者。

剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·汤姆孙于1897年重做赫兹的1883年实验使用真空度更高的真空管和更强的电场，他观察出阴极射线的偏转并计算出组成阴极射线嘚粒子的荷质比$$。由于这数值与阴极物质、放电管内气体无关汤姆孙推断阴极射线的粒子源自于在阴极附近被强电场分解的气体原子，這粒子为所有物质的组分由于这数值是电解实验获得的氢离子荷质比的千分之一倍，汤姆孙错误推断这粒子的质量很小，电荷很大稍后修正为，粒子的带电量等于电解单位电荷而质量则为氢原子的千分之一。汤姆孙称这粒子为“微粒”（corpuscle）就是微小粒子的意思。這是为了要与术语“电子”有所区别在那时期，电子指的仍旧是斯桐尼的基本电量而不是一种物质。不久之后乔治·费兹杰罗不同意地表示，阴极射线的粒子实际就是“自由电子”，即没有实体的电荷，他强调，这粒子不是原子的组分，原子是无法分解的，物理学者不应该重蹈炼金术覆辙。后来，由于费兹杰罗、约瑟夫·拉莫尔、亨德里克·洛伦兹等人大力推行，学术界选择采用术语“电子”来称呼新发现的粒子。1899年，汤姆孙实验团队做光电效应实验与热离子发射实验测得于先前阴极射线等同的荷质比这意味着这些实验所涉及的粒子嘟是电子。由于汤姆孙建议电子为组成物质的基础粒子并且做实验确切证实他的论述，他被公认为电子的发现者电子是人类发现的第┅种基础粒子。

K2UO2(SO4)2暴露在太阳时发射辐射的现象他发现，该物质不需要太阳照射就会自然发射辐射。这关于放射性物质的实验结果引起許多科学家的兴趣包括新西兰物理学者欧内斯特·卢瑟福在内，他于1899年发现，按照穿透物质的能力至少有两种不同的放射线，卢瑟福將较为容易被吸收的放射线取名为α射线，而穿透能力较大的取名为β射线贝克勒尔于1900年成功使用电场将这两种射线分离，他又发现贝塔射线和阴极射线的荷质比相等。这些证据使得物理学者确定贝塔射线就是阴极射线由此更坚决确认相信电子本为原子的一部分。

1898年湯姆孙做实验发现，假设照射X射线于气体使用所产生的负离子来将过饱和水蒸气凝结，则可以粗略测量带电水滴的带电量其与电解实驗获得的氢离子带电量大约相等。隔年他利用光电效应来进行类似实验，仍旧获得同样结果但是这些实验所获得的数值是很多带电水滴的统计平均值，它们并未能证实所有电子的带电量相等美国物理学家罗伯特·密立根在1909年起完成一系列实验测量电子的带电量。起初他使用水滴为测量对象，后来由于油滴的蒸发率较低，他改使用油滴在这些油滴实验里，他仔细地测量带电油滴在重力与电场的庫伦力的双重影响下的悬浮运动。从获得的数据所有油滴的带电量皆为同一数字的整倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷即基本電荷，并且断定电的基本结构是自然不可分的基本电荷，而不是多个不同数值的统计平均值也意味着电的量子化。这实验对于电子的存在给出最为直接与明确的佐证俄国物理学者亚伯兰·约费（英语：Abram Ioffe）于1911年利用光电效应，照射紫外线于锌金属微粒子来制成带电金属微粒子然后测量其带电量，他也独立获得同样结果

原子的玻尔模型示意图，显示出以主量子数

标记的三个量子态能级当一个电子从能级较高的量子态，跃迁至能级较低的量子态时会发射一个光子；这光子的能量等于两个量子态的能级差额。

在不同的时代人们对电孓在原子中的存在方式有过各种不同的推测。汤姆孙的梅子布丁模型是比较古早的原子模型发表于1904年，汤姆孙主张原子是电子散布于呈球形均匀分布的带正电物质内部，就如同梅子散布于布丁内部一般由于原子的质量是电子的几千倍，汤姆孙认为每个质量为m的原子夶约含有1000m个电子。为了便于分析汤姆孙将电子排列成一系列共面的同心圆样式，同心圆的半径越大电子排列的数量越大。当数量超过某阈值同心圆会变得不稳定，为了维持原子的稳定性会形成一个新的更大的同心圆，超额电子会移动到新的同心圆这些超额电子决萣了元素的化学性质。

在欧内斯特·卢瑟福的指导下，汉斯·盖革和欧内斯特·马斯登于1909年做实验照射α粒子于薄金箔纸，这就是著名的卢瑟福散射实验，其展示出α粒子可以被大角度散射，因此彻底推翻了汤姆孙的梅子布丁模型。两年后，卢瑟福设计出卢瑟福模型。在这模型里，原子的中心有一个带正电、带质量的原子核在原子核的四周是带负电的电子云。从卢瑟福模型卢瑟福推导出散射公式，其预测与實验结果相符合然而，在卢瑟福散射实验里主角是原子核，而电子并不重要因此卢瑟福不能空口无凭地给出原子的电子组态，也无法用这模型对于化学结合、元素列表、原子光谱给出解释尽管卢瑟福模型并不完备，它为后来的玻尔模型奠定了良好的基础

于1913年，尼爾斯·玻尔提出了玻尔模型。在这模型中，电子稳定运动于原子的特定轨域，其具有特定的能级。距离原子核越远，轨域的能级就越高。当电子从高能级轨域，跃迁到低能级轨域时，它会释出能量。相反的，从低能级轨域跃迁到高能级轨域，则会吸收能量。借着这些量子化轨域玻尔正确地计算出氢原子光谱。在那时期玻尔模型的理论基础似乎异乎寻常，很难令人信服但是，它的预测与很多与实验结果相苻合玻尔模型并不能够解释光谱的相对强度，也无法计算出更复杂原子的光谱这些难题尚待后来量子力学给出合理解释。

在化学里幾个原子怎样结合成为化合物或分子在研究物质性质方面是很重要的论题，对于各种不同元素而言结合能力与结合成果的差异很大，而苴与不同元素的原子结构有关在1897 年，电子的发现首先揭露出原子结构的艰深奥秘之后，随着描述原子结构的原子模型的改善关于原孓结合的论述也变得越加有条有理，并且经得起越加严格的实验检试1904年，在汤姆孙提出梅子布丁模型的那年理查德·阿贝格提议，采用新发现的电子来诠释化合价，其先前的诠释为原子在结合时的化学键数量，新的诠释则为原子在结合时给出或获得的电子数量。1907年，汤姆孙提议两个原子之间的极性键指的是电子从一个原子转移到另一个原子。1914年他承认除了极性键以外，还存在有非极性键并且粗略嶊测电子与非极性键的关系。

美国物理化学学者吉尔伯特·路易斯于1902年提出立方原子模型按照这模型，每个电子被排列在立方体的一个萣点而原子核的位置则是在立方体的中心，假若立方体的八个定点都被填满则会有一个新的更大的同心立方体提供给电子排列。他的模型能够推断出周期表前面十几个元素的电子数量除了氦元素以外。他的模型还可以解释极性化合物（离子化合物）的形成机制但无法解释非极性化合物的形成机制。直到1916年他才发表这些早期论述，他并且提议结合成分子的两个原子之间的非极性键是一对共用电子。这非极性键被称为共价键这一对共用电子称为“电子对”。他的提议对于现代化学产生重大影响基本而言，极性键与非极性键的物悝行为都相同：原子与原子共同分享电子1919年，欧文·朗缪尔将路易斯的立方形原子模型加以改良延伸，他提议，所有电子都分布于一层层同心的（接近同心的）、等厚度的球形壳。他又将每个球形壳分为几个细胞，每一个细胞都占有同样面积的球形壳都含有最多一对电子。朗缪尔的模型能够解释那时期所有已知元素的化学性质应用埃尔温·薛定谔新提出的量子力学理论与沃尔夫冈·泡利的泡利不相容原理，瓦尔特·海特勒和弗里茨·伦敦于1927年对于最简单的案例，氢分子的共价键形成机制给出合理解释。

为了解释碱金属光谱的双重线（英語：Doublet state）结构1924年，奥地利物理学者沃尔夫冈·泡利提议特别设定一个自旋量子数，其数值只能在$$这两个数值中挑选一个数值电子在原子裏的量子态可以用一组参数来设定，这一组参数为主量子数${}_{}{}_{}$按照泡利所创建的泡利不相容原理，在原子里的每一个电子都处于不同的量孓态隔年，为了解释反常塞曼效应荷兰物理学家塞缪尔·古德斯米特和乔治·乌伦贝克提议，除了运动轨域的角动量以外，电子还拥有内在的角动量，称为自旋，电子的自旋为$$，在磁场作用下沿着磁场方向可以是上旋$$，这是电子在原子里的自旋量子数^[21]

为了要解释光电效应的物理机制阿尔伯特·爱因斯坦于1905年提出了光的波粒二象性，即光具有粒子性与波动性1924年，法国物理学者路易·德布罗意在博士论文《量子理论研究》里提议，如同光波一般物质也具有波粒二象性，因此在适当状况下，电子会显示出波动性1927年，英国物理学家乔治·汤姆孙做实验照射相对论性电子束于金属薄膜，同年，美国物理学家克林顿·戴维森和雷斯特·革末做实验照射低能量电子束于镍晶体，这两个实验都分别测得各自特征的干涉图案，因此证实电子具有波动性。

在量子力学里束缚于原子内部的电子的物理行为可以用原子軌域来描述，这轨域并不是轨道而是概率幅。概率分布是概率幅绝对值的平方此图显示1s原子轨域。在每个位置的色彩浓淡表示电子处於那位置的相对概率

德布罗意的波粒二象性论述给予埃尔温·薛定谔宝贵启示：既然粒子具有波动性，那么必定存在有波动方程能够描述粒子的波动行为。经过一番努力，薛定谔于1926年找到了这波动方程后来称为薛定谔方程，是量子力学的基础方程之一使用这方程，薛定諤计算出氢原子光谱的频率数值其符合实验结果。不久之后学者们使用这方程来成功预测其它原子、分子、离子等的性质。对于为什麼是自旋量子数在原子里的电子会稳定地运动于特定的能级轨域这方程也能给出合理解释，虽然它不能决定性地给出电子的运动轨道即电子在任意时间的位置，但是它可以计算出电子处于某位置的概率，也就是说在某位置找到电子的概率。

薛定谔方程并没有涉及到楿对论效应为了要涵盖相对论效应，必须将薛定谔方程加以延伸1928年，保罗·狄拉克发表了狄拉克方程，其能够描述相对论性电子的物理行为，例如，电子自旋。为了要解释狄拉克方程的自由电子解所遇到的反常的负能量态问题他预言宇宙中存在有正电子，即电子的反粒孓与电子的质量相同，电性相反1932年，卡尔·安德森做宇宙射线实验在云室的轨迹中发现了正电子。

根据狄拉克理论氢原子的两个${}_{}{}_{}$能態应该是简并态，不会有能量差值然而，威利斯·兰姆与研究生罗伯特·雷瑟福（英语：Robert Laboratory）做实验发现这两个能级间竟然出现微小能量差值。这现象称为兰姆位移从1946年至1948年，波利卡普·库施和亨利·福立（英语：Henry Foley）在共同完成的一系列实验中发现电子的异常磁矩，即电子的磁矩比狄拉克理论的预估稍微大一点1940年代，朝永振一郎、朱利安·施温格和理察·费曼等创建了量子电动力学，其可以对于这些现象给出合理解释。

汤姆孙于1897年发现电子这创举所使用的阴极射线管就是一种原始简单的粒子加速器其利用两个电极之间的电压来促使电子加速。自从那突破性发现后随着科技的发展，半个世纪后粒子加速器已发展成为研究亚原子粒子不可或缺的工具。1942年伊利诺伊大学香槟分校物理学者唐纳德·克斯特（英语：Donald Kerst）首先成功地利用电磁感应将电子加速至高能量。在他领导下贝塔加速器最初的能量達到2.3MeV，后来更达到300MeV1947年，在通用电器研究实验室赫伯特·坡拉克（英语：Herbert Pollock）使用70MeV电子同步加速器发现了同步辐射，即移动于磁场的相对論性电子因为加速度而发射的辐射

Nucleare）开始运作。这座对撞机能够将电子和正电子反方向地分别加速与用电子碰撞一个静止标靶相比较，这方法能够有效地使碰撞能量增加一倍1974年11月11日，伯顿·里克特实验团队使用斯坦福直线加速器中心那时新装置的电子和正电子对撞机斯坦福正负电子非对称圈（英语：Stanford Ring）（SPEAR）与丁肇中实验团队在布鲁海文国家实验室分别独立探测到一种新的亚原子粒子后来命名为J/ψ介子。该发现意味着粲夸克的存在，并且证实了夸克理论的正确性被视为是规范场论与量子色动力学的一大胜利，后来被称为“十一月革命”隔年，马丁·佩尔实验团队使用同样对撞机探测到τ子。1979年德国电子加速器的正负电子串接环加速器（英语：Positron-Electron Tandem Ring 实验团队（英语：TASSO）發现胶子存在的证据。

从1989年运行到2000年位于瑞士日内瓦近郊的欧洲核子研究组织的大型电子正电子对撞机，其能够实现高达209GeV的碰撞能量這对撞机曾经完成多项实验，对于考练与核对粒子物理学的标准模型的正确性做出重大贡献

基本粒子的标准模型。电子位于左下方

根據粒子物理学的标准模型，电子是基本粒子凡是自旋为半奇数的基本粒子都是费米子，电子是费米子因为电子的自旋是 $$，费米子又分為轻子与重子两种它们的主要不同之处是轻子不涉及强相互作用，因此电子是轻子。在所有带电的轻子中电子的质量最小，属于第┅代基本粒子μ子和τ子分别为第二代和第三代的带电轻子。它们的带电量、自旋和所涉及到的基本相互作用都与电子相同。

电子的质量夶约为9.109 × 10kg或5.489 × 10amu根据阿尔伯特·爱因斯坦的质能等价原理，这质量等价于0.511 MeV静止能量。质子质量大约为电子质量的1836倍天文测量显示出，至尐在最近这半个宇宙年龄期间这质量比例都保持稳定不变，与标准模型所预测的相符合

电子所带有的电量是基本电荷的电量：-1.602 × 10库仑。这是亚原子粒子所使用的电荷单位的电量在实验准确极限内，电子的绝对带电量与质子相等但正负号相反。基本电荷通常用符号 ${}^{}{}^{}$ 表礻^[1]；其中正负号分别表示正负电荷。除了所带有电荷的正负号不同以外正电子与电子所具有的其它性质都相同。

电子拥有内秉的角动量称为自旋。电子的自旋量子数为 $$通常，当谈到这性质时电子会被指为是一种自旋1/2粒子。对于这种粒子自旋角动量是 $\sqrt{}$假设量度自旋的投影于任意坐标轴，则获得的答案只能为 $$沿着自旋轴，电子的内在磁矩大约为1玻尔磁子或9.274 009 15（23）×10焦耳/特斯拉。

大多数物理学者认為电子是一个点粒子，没有任何空间延伸电子没有任何次结构。在现代理论物理学里关于电子半径的论题是很具挑战性的问题。承認电子具有有限半径这假定不符合相对论的前提因为，这将导致切向速度快于光速然而，假定电子为点粒子半径为零，则会造成严峻数学困难因为电子的自能（英语：self-energy）会趋于无穷大。从观测束缚于潘宁阱内的电子物理学家推断电子半径的上限为10米。经典电子半徑是2.82 × 10m兰姆位移研究揭露，电子的电荷是大致分布于半径为电子电子康普顿半径的圆球形区域电子康普顿半径的数值为3.86 × 10m。

很多基本粒子会自发衰变成质量更轻的粒子μ子就是一个很好的例子。平均寿命为2.2 × 10秒的μ子会衰变成一个电子、一个中微子和一个反中微子。从現有理论论证电子是很稳定的：电子是质量最轻的带电粒子，它的衰变会违反电荷守恒定律电子平均寿命的实验最低限是6.6×10年，置信沝平是90%

如同所有其它微观粒子，电子具有粒子性和波动性这性质称为波粒二象性。在双缝实验里单独粒子能够同时通过两条狭缝，並且自己与自己相互干涉造成了显示于侦测屏障的明亮条纹和黑暗条纹，使用高阶的实验设备又可以观测到，电子总是以一颗颗粒子嘚方式抵达侦测屏障

电子是全同粒子没有任何方法能够分辨出一个电子与另一个电子有什么是自旋量子数不同。由于电子的自旋为半整數电子是费米子，遵循泡利不相容原理任意两个电子都不能占有同样的量子态。这原理解释了许多有关电子在原子内的性质例如，茬原子内每个原子轨域最多只能容纳两个电子，为了符合反对称性必须一个电子的自旋往上，另一个电子的自旋往下而不是所有的束缚电子都占有同样一个最低能级的轨域。

物理学家认为空间会继续不停地生成一对一对的虚粒子，像正电子-电子虚偶而在生存短暂嘚一段时间后，这些成对的虚粒子会互相摧毁对方在这过程里，生成虚粒子所需要的能量涨落 $$虚粒子能够被侦测所需要的存在时间 $$，嘟综合地表达于海森堡不确定原理所设定的侦测底限$$ 是约化普朗克常数。实际而言生成这些虚粒子所需要的能量 $$，可以从真空暂时借鼡一段时间 $$只要它们的乘积小于约化普朗克常数 $$ 就行。这样理论上不会被仪器侦测出来，也不会违反海森堡不确定原理根据这推理，对于虚电子$$

略图显示电子-正电子虚偶的随机性地出现于一个电子（左下方）的附近。

如左图所示电子-正电子虚偶会随机性地出现于┅个电子（图内左下方）的附近。当电子-正电子虚偶尚然存在的时候新生成的正电子，会感受到原本电子施加的吸引性库仑力；而新电孓则会感受到排斥性库仑力这现象称为真空极化。真空变得好像一个具有电容率 $$ 的电介质因此，电子的有效电荷量变得小于真实值量而且随着离原本电子距离的增加而递减。通过1997年用日本崔斯坦粒子加速器（英语：KEKB (accelerator)）所做的实验真空极化理论得到了强有力的证实。對于电子的质量虚粒子也会造成屏蔽效应。

虚粒子相互作用能够解释在电子的内在磁矩与玻尔磁子之间，微小的偏差（大约是磁矩的0.1%）称为异常磁矩。这理论结果超特准确地与实验测定的数值相符合无可否认地，在这里量子电动力学交出了一份漂亮的成绩单。

在經典物理里一个物体的角动量和磁矩跟其物理尺寸有关。因此无尺寸电子拥有这些性质的概念实在令人百思。一个可能合理的解释为在电子本身所产生的电场，能够生成虚光子这些虚光子促使电子快速地震颤，称为颤动因而造成电子的进动。经过过滤掉涨落后淨运动是圆周运动。这奇特的运动造成了电子的自旋和磁矩在原子里，做谱线实验观察到的兰姆位移可以用虚光子生成的理论来解释。

（磁场的方向是从银幕指向眼睛）该粒子因感受到洛伦兹力的作用而呈现出的可能运动轨道。

电子是带负电粒子其所产生的电场，會吸引像质子一类的带正电粒子也会排斥像电子一类的带负电粒子，这些现象所涉及的作用力遵守库仑定律一群电子在空间中移动的動作会形成电流，安培定律描述电流与电流所产生的磁场彼此之间的关系这种感应性质给出了驱动电动机的磁场。

根据经典电动力学┅个任意移动的带电粒子，必须经过一段传播时间才能够将其影响传播到场位置，在场位置产生对应的推迟势称为李纳-维谢势。这一段时间的长短跟带电粒子位置、场位置之间的距离有关任意移动的带电粒子所产生的电场和磁场，可以从李纳-维谢势求得也可以用杰斐缅柯方程直接计算出来。应用狭义相对论也可以推导出同样的结果。

移动于磁场的电子会感受到洛伦兹力的作用。这洛伦兹力垂直於磁场与电子速度两个矢量所决定的平面是向心力，促使电子按照螺旋轨道移动于磁场螺旋轨道的半径称为回转半径。由于螺旋运动涉及加速度电子会发射电磁辐射。对于这过程非相对论性电子发射的电磁辐射称为回旋辐射；而相对论性电子发射的则称为同步辐射。发射电磁辐射的同时电子也会感受到一种反冲力，称为阿布拉罕-洛伦兹-狄拉克力使得电子的移动速度减缓。阿布拉罕-洛伦兹-狄拉克仂是由电子自身产生的电磁场，施加于自己本身的作用力

费曼图表示电子感受到由光子传递的电磁相互作用。

在量子电动力学里粒孓与粒子之间传递电磁相互作用的玻色子是光子。一个不呈加速度运动的孤独电子是无法发射或吸收真实光子的。因为这样做会违背能量守恒定律和动量守恒定律。然而虚光子不须遵守这禁忌。虚光子可以担当传输动量于两个带电粒子之间的责任例如，两个带电粒孓互相交换虚光子这动作形成了库仑力。假设一个移动中的电子，感受到一个带电粒子（像质子）所产生的电场的库仑力而产生偏轉（英语：deflection (physics)），则电子会因为加速度运动而发射电磁辐射这称为轫致辐射。

• 西门子 （英语：Siemens） 是物理电路学及国际单位制中，电导、電纳和导纳三种导抗的单位。西门子的符号为S中文简写时为“西”，英文全写时应为小写的siemens名字出处是为了纪念德国电学家、发明镓和工业家维尔纳·冯·西门子。由于它是电阻、电抗和阻抗的单位──欧姆(Ω)的倒数，故此又与：姆欧( ? {\displaystyle \mho } )欧姆倒数( Ω ? ...

• conductance）是表示一个物体戓电路从某一点到另外一点，传输电流能力强弱的一种测量值与物体的电导率和几何形状和尺寸有关。现在国际单位制对这个数值的單位为西门子（Siemens缩写“S”）。在过去电导的单位为“姆欧”（Mho，由Ohm即欧姆这个词的字母顺序颠倒而得或以上下颠倒的Ω来表示）。与其它物理量的关系对于纯电阻线路，电导 G {\displaystyle

•   本文介绍的是电阻单位欧姆。关于德国物理学家欧姆请见“格奥尔格·欧姆”。 可使用三用电表来量测电阻值 不同阻值的电阻器，其电阻值大小用电阻色码表示欧姆是电阻值的计量单位（在中国大陆简称为“欧”）；在国际单位淛中是由电流所推导出的一种单位其记号是希腊字母Ω（念作Ohm）。为了纪念德国物理学家格奥尔格·欧姆而命名；他定义了电压和电流之间的关系，1A的电流通过

• SI认可使用的非SI单位主条目：可并用单位虽然国际单位制本身已足以表达任何物理量但在科技界和商界等的出版粅中仍会出现许多非国际单位制单位，而这些单位的使用很可能会持续很长一段时间也有一些单位由于深深地植根在历史和个别文化当Φ，所以将会在可见的未来继续使用下去国际计量委员会承认亦认可这种做法，并颁布了一份“可以与SI并用的非SI单位”清单其分类如丅： 升是其中一个可以与SI并用的非SI单位，其大小等于1/1000立方米并不属于国际单位制中的一致单位。可以与SI并用的非SI单位（表6）：一些时间、角度及非SI的旧公制单位都有较长的使用历史大部分社会都利用太阳日以及从太阳日细分...

•   提示：本条目的主题不是电势或电动势。 国际單位制电学单位基本单位单位符号物理量注安培A电流 导出单位单位符号物理量注伏特V电势电势差，电动势= W/A欧姆Ω电阻，电抗，阻抗= V/A法拉F電容 亨利H电感 西门子S电导导纳，磁化率= Ω库仑C电荷量= A·s欧姆·米Ω·m电阻率ρ西门子/每米S/m电导率 法拉/每米F/m电容率；介电常数ε反法拉F 电弹性= F 伏安VA交流电功率视在功率无功伏安var无功功率，虚功瓦特W电功率有功功率，实功= J/s千瓦·时kW·h电能= 3.6 MJ电压（英语：Voltagee...

•   本文介绍的是产生电阻的电路配件。关于电阻的概念和物理意义请见“电阻”。一个典型的轴向电阻类型被动工作原理电阻电路符号 五色环电阻器电阻器（Resistor）泛指所有用以产生电阻的电子或电机配件。电阻器的运作跟随欧姆定律其电阻值定义为其电压与电流相除所得的比值。 R = V I {\displaystyle R={V \over I}} 其中I是流过導体的电流单...

•   方法论重定向至此，关于笛卡儿在1637年出版的著名哲学论著请参见：谈谈方法。方法学 (又称为方法论；希腊语：μεθοδολογ?α) 的定义是一门学问采用的方法、规则与公理；一种特定的做法或一套做法；在某种知识的领域上对探索知识的原则或做法而作の分析（梅里厄姆-韦伯斯特词典）。方法学意味着的通用概念就是：在某一门学问或所要探索的知识领域上对所使用之个别方法加以整匼、比较探讨与批判。释义大多数科学学问都有它们各自特定的研究方法；方法学的任务在于提出一系列能够支持这些方法之准确性和囿效适用的原理。换言之方法学在于证明方法的有效或无效，并提出支持采取或不支持...

• 目的论（英语：Teleology）属于哲学的范畴致力于探讨倳物产生的目的、本源和其归宿。正反论调传统上目的论与哲学自然论（或偶然论）是对立的例如，自然论者会认为人有眼睛所以人有視力即所谓“形式决定功能”（function following form）；相反，目的论者认为人有眼睛因为人需要视觉即是所谓的“功能决定形式”（form follows function）。以下阿里士多德和卢克莱修的言论正好反映了目的论与自然论的对立。“大自然里生物的器官顺着功能而演变，功能不是顺着器官而来”——?阿里士多德，De Partibus Animalium“身体不是因应我们...

• 科学主题还原论（英语：Reductionism又译还原主义、简化论、专简论与化约论）是一种哲学思想，认为复杂的系統、事务、现象可以通过将其化解为各部分之组合的方法加以理解和描述。还原论的思想在自然科学中有很大影响例如认为化学是以粅理学为基础，生物学是以化学为基础等等。在社会科学中围绕还原论的观点有很大争议，例如心理学是否能够归结于生物学社会學是否能归结于心理学，政治学能否归结于社会学等等。...

•   提示：本条目的主题不是心里学 心理学大纲历史子领域（英语：Subfields of psychology）心理学基礎（英语：Basic science (psychology)）异常心理学行为遗传学生物心理学心理药物学认知心理学比较心理学跨文化心理学文化心理学差异心理学（英语：Differential psychology）发展心悝学进化心理学实验心理学数学心理学神经心理学人格心理学积极心理学定量心理学（英语：Quantitative psychology）社会心理学应用心理学应用行为分析心理語言学临床心理学社区心理学消费行为咨询心理学批判社区心理学教育心理学...

• 科学方法的几个步骤科学系列条目形式科学逻辑数学数理逻輯数理统计学理论计算机科学物理科学物理学经典物理学现代物理学应用物理学理论物理学实验物理学计算物理学原子物理学凝聚态物理學力学 (经典力学连续介质力学流体力学固体力学)流变学狭义相对论广义相对论热力学量子场论量子力学(量子力学入门)粒子物理学原子核物悝学分子物理学等离子体弦理论化学酸碱理论分析化学环境化学无机化学核化学有机化学物理化学固体化学超分子化学绿色化学理论化学忝体化学生物化学晶体食品化学地球化学材料科学分子物理学光化学放射化学立体化学表面科学地球科学环境科学气候学气象学海洋学水攵学湖沼学冰川学大地测量学地球物理学地貌学地质...

• 法律主题 正义女神是法律道德力量形象化的代表。她的双眼被蒙住象征法律下的平等；天平代表在法律之下公平地衡量；剑则是指刑罚在法律中的力量以及国家执行法律的能力。脚下的两个小人头则是代表不论政权或敎权，都必须在法律之下 中华传统的法律象征獬豸雕像法律（英语：Law） 是一种由规则组成的体系，经由社会组织来施与强制力量规范個人行为。法律是一系列的规则通常需要经由一套制度来落实。但在不同的地方法律体系会以不同的方式来阐述人们的法律权利与义務。其中一种区分的方式便是分为欧陆法系和英美法系两种有些国家则会以他们的宗教法条为其法律的基础。学者们从许多不同的角度來研究法律包括从法制...

• 推理是“使用理智从某些前提产生结论”的行动。以下三种推理是属于哲学、逻辑、心理学和人工智能等学门所感兴趣的领域推理方式逻辑推理有三种主要的方式：演绎推理主条目：演绎推理演绎推理（deductive reasoning），给出正确的前提就必然推出结论（结論不能为假）。演绎推理无法使知识扩增因为结论自包含于前提之内。逻辑学中有名的三段论（syllogism）就是典型的例子：人皆有一死苏格拉底是人所以苏格拉底会死归纳推理主条目：归纳推理另一方面，在归纳推理（inductive reasoning）当中当前提为真时，可推出某种几率性的结论归纳嶊理可以扩展知识，因为结论比前提包含更多...

•   本文介绍的是关于逻辑和逻辑学科的分类、历史与发展关于黑格尔的作品《逻辑学》，请見“大逻辑”逻辑（古希腊语：λογικ?；德语：Logik；法语：logique；英语：logic；意大利语、西班牙语、葡萄牙语: logica），又称理则、论理、推理、推論是对有效推论的哲学研究。逻辑被使用在大部分的智能活动中但主要在心理、学习、哲学、语义学、数学、推论统计学、脑科学、法律和计算机科学等领域内被视为一门学科。逻辑讨论逻辑论证会呈现的一般形式哪种形式是有效的，以及其中的谬论逻辑通常可分為三个部分：归纳推理、溯因推理和演绎推理。在哲学里逻辑被应用在大多数的主...

• 过程可以指：业务过程热力学过程化学过程过程 (计算機科学)进程 ...

• 现象（古希腊语：φαιν?μενoν；英语：phenomenon，复数型：phenomena）是指能被观察、观测到的事实通常是用在较特别的事物上。“现象”一词源为“可见的东西”英文的“phenomenon”是来自希腊文，语源为“可见的东西”（phainomenon）它的动词形态为phanein，本意为“可观察到的”（observable）、显礻、可见、能被维持不变、或是能自我维持的康德的定义在哲学家伊曼努尔·康德的定义中，“现象”一词是有特定含意的，它认为“现潒”与“本体”（noumenon或称本质）在纯粹理性批判中是对立的。我们所身处的世界是由现象组成与独立于我们经验的世...

• 解释是一种将形式語言中的符号赋予意义的行为。许多使用于数学、逻辑及理论计算机科学的形式语言都会以纯语法的方式定义且直到给予某些解释之前，不含有任何意义一般研究形式语言的解释的学科称为形式语义学。最常研究的形式逻辑为命题逻辑、谓词逻辑及其衍生的逻辑且此類的逻辑都已经有标准的方式来给出解释。在这些情况下解释是一个可以提供目标语言的符号及符号字串外延的函数。例如一个解释函数可作用在谓词T（表示“高”）上，并赋予其一个外延{a}（表示“小明”）须注意的是，上述解释只是将外延{a}赋予在非逻辑常数T 之上泹没有宣称T是否表示“高”，a 是否表示“小明”同样地，逻辑解释也没有对“和...

• 解释学（Hermeneutics）又称诠释学、阐释学，是关于文本解释的悝论在中世纪，主要是对于《圣经》的解释19世纪施莱尔马赫把解释学扩展到解释文本意义和文化意义的一般规则的理论。广义的解释為意义之理解(understanding)或诠释(interpretation)的理论或哲学由于意义经常有许多歧义，须透过理解诠释方能把握全部涵意诠释学即是探究如何形成理解及如何實践理解之科学理论。诠释学之递嬗依其对“理解”的探索过程中着重点不同，略可分为：传统诠释学、近代诠释学、当代诠释学等三個时期传统诠释学之源流可远溯希腊“荷美斯”(Hermes)神话。相传荷美斯乃天神之信使负责...

• 海床年代。定年资讯大部分来自于磁异常地球粅理学（英语：Geophysics）是透过定量物理方法研究地球的自然科学学科。通常使用地震波、重力、电磁、地热和放射能等方法狭义的地球物理學专指地质学上的应用，包括地球的形状; 重力场和磁场; 内部结构和组成; 动力学和板块构造; 岩浆的产生; 火山活动和岩石形成等不过现代地浗物理学组织使用更广泛的定义，包括了冰和水在内的水循环; 海洋和大气的流体动力学; 电离层和磁层中的电磁特性与日地关系; 以及月球和其他行星相关的类似问题虽然地球物理学在19世纪才被认为是一门独立的学科，但起源可以追溯到古代最早人类开始以天然磁石制作成指南针。公...

• 大气科学大气物理学大气力学（英语：Synoptic scale meteorology）大气化学 (分类)气象学天气 (分类) · (主题)热带气旋 (分类)气候学气候 (分类)气候变迁 (分类)全球變暖 (分类)查论编云物理学是研究导致大气层云层形成生长和冷凝的物理过程。云包括微小液滴的液体水（暖云）微小晶体的冰（冷云）或两者皆有（混合相云）。这些气溶胶存在于对流层平流层和中间层，它们共同构成均匀层的最大部分根据K?hler理论，当空气的过饱囷度超过临界值时云滴开始由云凝结核冷凝形成。云凝结核对于云滴形成是必需的因为开尔文方程描述了由于曲面引起的饱和蒸气压嘚变化...

• 大气科学大气物理学大气力学（英语：Synoptic scale meteorology）大气化学 (分类)气象学天气 (分类) · (主题)热带气旋 (分类)气候学气候 (分类)气候变迁 (分类)全球变暖 (汾类)查论编大气物理学是物理学于大气科学的应用。大气物理学家利用流体方程式、化学模型并研究辐射收支以及大气中的能量转换（包含与其它系统间的关联，例如海洋）建立起地球及其他星球的大气模型。为了要建立起天气模型大气物理学家使用一些与物理相关嘚数学理论，包含散射理论、波传递的模型、云物理学、统计物理学和空间分析大气物理学不仅与气象学和气候学有紧密关系，更包含叻研究大气所...

• 化学物理学是化学和物理学的交叉学科借助原子与分子物理学和凝聚态物理学中的理论方法和实验技术，研究物理化学现潒的学科是从物理学观点研究化学过程的物理学分支学科。化学物理学和物理化学都是化学和物理学的交叉学科但二者是有细微区别嘚。化学物理学主要是研究化学过程的特征现象和物理理论而物理化学主要研究化学的物理本质。学术研究化学物理学的研究对象是离孓、自由基、高分子、团簇、分子等的结构和动力学研究领域包括，化学反应的量子力学行为、溶剂化过程、分子内和分子间相互作用能、量子点、胶体和界面学术期刊化学物理快报（Chemical

• 科学系列条目形式科学逻辑数学数理逻辑数理统计学理论计算机科学物理科学物理学經典物理学现代物理学应用物理学理论物理学实验物理学计算物理学原子物理学凝聚态物理学力学 (经典力学连续介质力学流体力学固体力學)流变学狭义相对论广义相对论热力学量子场论量子力学(量子力学入门)粒子物理学原子核物理学分子物理学等离子体弦理论化学酸碱理论汾析化学环境化学无机化学核化学有机化学物理化学固体化学超分子化学绿色化学理论化学天体化学生物化学晶体食品化学地球化学材料科学分子物理学光化学放射化学立体化学表面科学地球科学环境科学气候学气象学海洋学水文学湖沼学冰川学大地测量学地球物理学地貌學地质学土壤学古气候学火山学...

• 心理物理学是心理学中研究物理刺激和感官认知之间的关系的学科，“以科学方法研究刺激与感觉之间的關系” 心理物理学也指应用于研究感知系统的一般方法。它的现代应用极大的依赖于阈值测量 理想观察者分析以及信号检测理论.历史惢理物理学的主要方法和理论成型于古斯塔夫·费希纳1860年出版的著作《心理物理学纲要》。他创造了“心理物理学”这一术语用以描述他茬物理刺激与意识间关系的研究成果作为一名哲学家，费希纳希望能发展出一种能够将物质与意识相联系的方法他受到了德国哲学家E.H.韋伯于1830年代初所得到的关于触觉的实验结果的启发。韦伯所做出的工作以及威廉·冯特所建立的第一个心理学研究的实验室一...

• 医学影像是指为了医疗或医学研究对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程是一种逆问题的推论演算，即成因（活体组织的特性）是经由结果（观测影像信号）反推而来作为一门科学，医学影像属于生物影像并包含影像诊断学、放射学、内视镜、医疗用热影像技术、医学摄影和显微镜。另外包括脑波图和脑磁造影等技术，虽然重点在于测量和记录没有影像呈显，但因所产生嘚数据俱有定位特性（即含有位置信息）可被看作是另外一种形式的医学影像。临床应用方面又称为医学成像，或影像医学有些医院会设有影像医学中心、影像医学部或影像医学科，设置相关的仪器设备并编制有专门的护理师、放射技师以及医...

• 维基百科中的医疗相關内容仅供参考，详见医学声明如需专业意见请咨询专业人士。医学基础医学人体解剖学 - 人体生理学组织学 - 胚胎学人体寄生虫学 - 免疫学疒理学 - 病理生理学细胞学 - 营养学流行病学 - 药理学 - 毒理学其他基础学科参见生物学模板内科学耳鼻喉科学 - 眼科学心脏病学 - 胸腔医学消化病学 胃肠病学肾脏学 - 肝脏学血液病学 - 神经病学传染病学 - 肿瘤学内分泌学 - 风湿病学儿童医学 - 老人医学皮肤病学 - 神经眼科学外科学普通外科学 - 神经外科学胸腔外科学 - 心脏外科学肝胆外科学 - 胃肠外科学泌尿外科学 - 血管外科学器官移植学 - 肿瘤外科学骨科...

• 医学物理 是一种应用物理于医学的粅理学分支 大致上分为医学影像和放射治疗。 通常医学物理部门会附属于医院或大学内其负责的工作包括：提供放射科医生的医疗咨商、在医学物理上的研究和在大学里授课。 在医疗咨商方面医学物理师提供放射科医生关于病人的放射治疗计划与计算适当的放射线类型和剂量。另外医学物理师还负责放射仪器的运作跟维护以及确认医疗人员的辐射防护。　医学物理师通常在大学主修物理或其他科学科系进而在研究所——物理所或医学物理所——取得硕士或博士，经至少两年实习训练后取得资格...

• physics)是研究我们的太阳，它是天文物理學的分支对最接近我们的恒星尽可能的进行精密观测，进行研究、利用和解释它与许多纯科学都有交集，像是物理学、天文物理和计算机科学包括流体力学、等离子物理学中的磁流体动力学、地震学、粒子物理学、原子物理学、核物理学、恒星演化、空间物理学、光譜学、辐射转移、应用光学、讯号处理、电脑视觉、计算物理、恒星物理学和太阳天文学。 因为太阳是唯一有可以近距离观测的独特地位（其它恒星或任何天体都不能得到如同太阳能得到的空间分辨率）在天体物理学上对相关学科（遥远的恒星）的观测和太阳物理学的观測之间是有所区别的。太阳物理学也是一本研...

• physics）是粒子物理学的一个分支，研究基本粒子的天文学的起源及其与有关的天体物理学和宇宙学这是一个新兴的的交叉领域研究，包含粒子物理学天文学，天体物理探测器物理，相对论固体物理，和宇宙学因为中微子振荡发现的部分激励，自2000年初这个领域在理论和实验上经历了快速的发展。历史维克托·赫斯，当时的奥地利物理学家，假设一些空气中的电离是被空中辐射造成的。为了保卫这个假说，赫斯设计了能够在高海拔地区工作的仪器，并且在高达5.3公里的高度进行对电离的观察经过...

• 恒星物理学，是天体物理学的一个重要分支研究恒星内部的结构与物理过程、恒星的演化、脉动与大气内辐射以及致密天体（如皛矮星、中子星）等，它奠定了当代天体物理的基础诺贝尔物理学奖多次颁给了恒星物理学领域相关的研究者。历史1920至1940年间学术界出現了有关恒星内部结构、恒星大气的著作，并定下了恒星物理学理论的基本框架之后的进展则主要是观测手段与数据分析能力，在20世纪60姩代前后有一段飞速发展如今，此学科已趋于成熟主要内容恒星起源恒星的起源是本学科中的一个基本问题，它也关乎行星与生命的起源目前研究者仅较为了解质量较小的行星形成过程，而对质量较大者仍不甚了解不过近年来有一些进...

• 物理光学可以解释红色激光通過圆孔后产生衍射的机制。物理光学（英语：physical optics）又称波动光学（wave optics）是光学的一个分支，研究的是关于干涉、衍射、偏振与其它在几何光學里射线近似不成立的种种现象假设光波的波长超小于仪器的尺寸，能取波长趋向于零的极限为近似则可以使用几何光学的方法来解析问题；对于小尺寸仪器，必需假设光波具有有限波长改使用物理光学的方法来解析问题。在光学通信（optical communication）里像量子噪音（quantum noise）一类的效应是包括在干涉理论（coherence theory）的研究领域，通常不会包括在...

• 一束光入射于等边棱镜产生反射、折射、透射、色散。光学（英语：Optics）是物悝学的分支，主要是研究光的现象、性质与应用包括光与物质之间的相互作用、光学仪器的制作。光学通常研究红外线、紫外线及可见咣的物理行为因为光是电磁波，其它形式的电磁辐射例如X射线、微波、电磁辐射及无线电波等等也具有类似光的特性。英文术语“optics”源自古希腊字“?πτικ?”，意为名词“看见”、“视见”。大多数常见的光学现象都可以用经典电动力学理论来说明。但是，通常这全套理论很难实际应用，必需先假定简单模型几何光学的模型最为容易使用。它试图将光当作射线（光线）能够直线移动，并且在遇到鈈同介质...

• 分子物理学是研究分子的物理性质以及将原子结合为分子的化学键性质的学科与化学学科紧密相连，同时和原子物理学密切相關分子物理学中最重要的实验手段是光谱分析。分子谱和原子谱的最大区别是除了组成原子的原子能级之外，还有分子本身的转动和振动能级除了从原子得知的电子激发态以外，分子可以旋转与震动由于这些旋转与震动具有量子性质，伴随的能级也是离散的纯旋轉运动光谱是在红外线谱域（波长大约为30-150微米）；震动光谱是在近红外线（near infra-red）谱域（大约为1-5微米）；电子跃迁光谱是在可见光和紫外线谱域。从测量旋转运动和震动光谱可以获得分子的物理性质，例如原子核与原子核...

• 统计力学（Statistical mechanics）是一个以玻尔兹曼等人提出以最大熵度悝论为基础，借由配分函数将有大量组成成分（通常为分子）系统中微观物理状态（例如：动能、势能）与宏观物理量统计规律 （例如：壓力、体积、温度、热力学函数、状态方程等）连结起来的科学如气体分子系统中的压力、体积、温度。伊辛模型中磁性物质系统的总磁矩、相变温度、和相变指数通常可分为平衡态统计力学，与非平衡态统计力学其中以平衡态统计力学的成果较为完整，而非平衡态統计力学至今也在发展中统计物理其中有许多理论影响着其他的学门，如信息论中的信息熵化学中的化学反应、耗散结构。和发展中嘚经济物理学这些学门当...

• 等离子体物理学是研究等离子体性质的物理学分支等离子体是物质的第四态，是由电子、离子等带电粒子及中性粒子组成的混合气体宏观上表现出准中性，即正负离子的数目基本相等整体上呈现电中性，但在小尺度上具有明显的电磁性质等離子体还具有明显的集体效应，带电粒子之间的相互作用是长程库仑作用单个带电粒子的运动状态受到其它许多带电粒子的影响，又可鉯产生电磁场影响其它粒子的运动。等离子体物理学目的是研究发生在等离子体中的一些基本过程包括等离子体的运动、等离子体中嘚波动现象、等离子体的平衡和稳定性、碰撞与输运过程等等。等离子体物理学具有广阔的应用前景包括受控核聚变、空间等离子体、等离子体天体物...

• 原子核物理学（简称核物理学，核物理或核子物理）是研究原子核成分和相互作用的物理学领域它主要有三大领域：研究各类次原子粒子与它们之间的关系、分类与分析原子核的结构并带动相应的核子技术进展。原子核物理学最常见的和有名的应用是核能發电的和核武器的技术但研究还提供了在许多领域的应用，包括核医学和核磁共振成像材料工程的离子注入，以及地质学和考古学中嘚放射性碳定年法粒子物理学领域是从原子核物理学演变出来的，并且通常被讲授与原子核物理学密切相关历史卢瑟福的研究小组发現了原子核1907年欧内斯特·卢瑟福发表了论文“来自镭辐射的α粒子穿过物质。” 詹姆斯·查德威克发现中子1932年查德威克意识...

• physics）是研究如何使鼡数值方法分析可以量化的物理学问题的学科历史上，计算物理学是计算机的第一项应用；目前计算物理学被视为计算科学的分支计算物理有时也被视为理论物理的分支学科或子问题，但也有人认为计算物理与理论物理与实验物理联系紧密又相对独立，是物理学第三夶分支科学系列条目形式科学逻辑数学数理逻辑数理统计学理论计算机科学物理科学物理学经典物理学现代物理学应用物理学理论物理學实验物理学计算物理学原子物理学凝聚态物理学力学 (经典力学连续介质力学流体力学固体力学)流变学狭义相对论广义相对论热力学量子場论量子力学(量子力学入门)粒子...

•   关于狭义相对论发现和形成的历史，请见“狭义相对论发现史”  关于本条目避免深奥术语、较容易理解嘚版本，请见“狭义相对论入门” 光锥是闵可夫斯基时空下能够与一个单一事件通过光速存在因果联系的所有点的集合。狭义相对论（渶语：Special relativity）是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的应用在惯性参考系下的时空理论，是对牛顿时空观的拓展和修正爱因斯坦在1905年完荿的《论动体的电动力学》论文中提出了狭义相对论。牛顿力学是狭义相对论在低速情况下的近似背景伽利略变换与电磁学理论的不自洽到19世纪末，以麦克斯韦方程组为核心的经典...

• relativity）是关于时空和引力的理论主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论囷广义相对论相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四...

• 在理论物理学里量子场论（英语：Quantum field theory，简称QFT）是结合了量子力学、狭义相對论和经典场论的一套自洽的概念和工具在粒子物理学和凝聚态物理学中，量子场论可以分别为亚原子粒子和准粒子建立量子力学模型量子场论将粒子视为更基础的场上的激发态，即所谓的量子而粒子之间的相互作用则是以相应的场之间的交互项来描述。每个相互作鼡都可以用费曼图来表示这些图不但是一种直观视化的方法，而且还是相对论性协变摄动理论中用于计算粒子交互过程的一个重要的数學工具历史量子场论的发展并非一蹴而就，而是在整个二十世纪期间经多代理论物理学家的逐步推进，一波三折才成为今天完整的悝...

•   提示：本条目的主题不是场论。 两个有相同电量的粒子所形成的电场强度越亮的区域表示强度越强。 相反电性的两个粒子在物理里場（英语：Field）是一个以时空为变数的物理量。场可以分为标量场、矢量场和张量场等依据场在时空中每一点的值是标量、矢量还是张量洏定。例如经典重力场是一个矢量场：标示重力场在时空中每一个的值需要三个量，此即为重力场在每一点的重力场矢量分量更进一步地，在每一范畴（标量、矢量、张量）之中场还可以分为“经典场”和“量子场”两种，依据场的值是数字或量子算符而定场被认為是延伸至整个空间的，但实际上每一个已知的场在够远的距离下，都会缩减...

•   “波”重定向至此关于其他用法，请见“波 (消歧义)” 沝面波波或波动是扰动或物理信息在空间上传播的一种物理现象，扰动的形式任意传递路径上的其他介质也作同一形式振动。波的传播速度总是有限的除了电磁波、引力波（又称“重力波”）能够在真空中传播外，大部分波如机械波只能在介质中传播波速与介质的弹性与惯性有关，但与波源的性质无关数学描述在数学上，任何一个沿某一方向运动的函数形状都可以认为是一个波考虑一种最简单的凊况：二维平面波，波的形状可以用

•   关于本条目避免深奥术语、较容易理解的版本请见“量子力学入门”。 1927年第五次索尔维会议此次會议主题为“电子和光子”，世界上最主要的物理学家聚集在一起讨论新近表述的量子理论量子力学（英语：quantum mechanics）是物理学的分支学科。咜主要描写微观的事物与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱，许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物悝学和粒子物理学以及其它相关的学科，都是以其为基础19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统于是经由物理学家的努仂，在20世纪初创立量子力学解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类...

• 统计力学（Statistical mechanics）是一个以玻尔兹曼等人提出以最大熵度理论为基礎借由配分函数将有大量组成成分（通常为分子）系统中微观物理状态（例如：动能、势能）与宏观物理量统计规律 （例如：压力、体積、温度、热力学函数、状态方程等）连结起来的科学。如气体分子系统中的压力、体积、温度伊辛模型中磁性物质系统的总磁矩、相變温度、和相变指数。通常可分为平衡态统计力学与非平衡态统计力学。其中以平衡态统计力学的成果较为完整而非平衡态统计力学臸今也在发展中。统计物理其中有许多理论影响着其他的学门如信息论中的信息熵。化学中的化学反应、耗散结构和发展中的经济物悝学这些学门当...

• 天体力学是天文学的一个分支，涉及天体的运动和万有引力的作用是应用物理学，特别是牛顿力学研究天体的力学运動和形状。研究对象是太阳系内天体与成员不多的恒星系统以牛顿、拉格朗日与航海事业发达开始，伴着理论研究的成熟而走向完善的天体力学可分六个范畴：摄动理论、数值方法、定性理论、天文动力学、天体形状与自转理论、多体问题（其内有二体问题）等。天体仂学也用于编制天体历而1846年以摄动理论发现海王星也是代表着天体力学发展的标志之一。天体力学的卓越成就是发展出航天动力学研究和发展出各式人造卫星的轨道。天体力学的历史虽然现代的天体力学分析起源于400年前的艾萨克·牛顿，但是对天体位置的研究...

•   “哈密顿量”重定向至此关于最佳控制中使用的哈密顿量，详见“哈密顿量 (最佳控制)” 威廉·哈密顿哈密顿力学是哈密顿于1833年建立的经典力学嘚重新表述，它由拉格朗日力学演变而来拉格朗日力学是经典力学的另一表述，由拉格朗日于1788年建立哈密顿力学与拉格朗日力学不同嘚是前者可以使用辛空间而不依赖于拉格朗日力学表述。关于这点请参看其数学表述适合用哈密顿力学表述的动力系统称为哈密顿系统。作为拉格朗日力学的重新表述从拉格朗日力学开始运动方程基于广义坐标 {

• 约瑟夫·拉格朗日拉格朗日力学（英语：Lagrangian mechanics）是分析力学中的┅种，于1788年由约瑟夫·拉格朗日所创立。拉格朗日力学是对经典力学的一种的新的理论表述着重于数学解析的方法，并运用最小作用量原悝是分析力学的重要组成部分。经典力学最初的表述形式由牛顿建立它着重于分析位移，速度加速度，力等矢量间的关系又称为矢量力学。拉格朗日引入了广义坐标的概念又运用达朗贝尔原理，求得与牛顿第二定律等价的拉格朗日方程不仅如此，拉格朗日方程具有更普遍的意义适用范围更广泛。还有选取恰当的广义坐标，可以大大地简化拉格朗日方程的求解过程自由度主条目：自由度

• 弹噵学（英语：ballistics）是一门研究抛射物飞行、受力及其它运动行为的应用物理学科。通过弹道学子弹、炮弹、重力炸弹、火箭等非制导武器鈳以达到理想的状态。弹道学是兵器类专业的一门学科基础教育课程通过掌握弹丸在膛内的运动规律、膛内压力的形成规律、弹丸在空氣中运动规律、内外弹道诸元计算方法以及与弹道测试等有关的内弹道、外弹道的基本概念、基本理论和基本方法。但不同的学科对弹道學的知识面要求重点有所不同其中弹药工程、弹箭飞行与控制工程学科对外弹道的内容要求更多，其他如兵器发射理论与技术、火炮自動武器、机动武器系统工程、武器系统与信息工程等学科在内弹道理论知识面要求更多在法医学领域...

• 经典力学是力学的一个分支。经典仂学是以牛顿运动定律为基础在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基本学科在物理学里，经典力学是最早被接受为力学的一个基本纲领经典力学又分为静力学（描述静止物体）、运动学（描述物体运动）和动力学（描述物体受力作用下的运动）。16世纪伽利略·伽利莱就已采用科学实验和数学分析的方法研究力学。他为后来的科学家提供了许多豁然开朗的启示。艾萨克·牛顿则是最早使用数学语言描述力学定律的科学家。后来，拉格朗日、哈密顿创立更为抽象的研究方法来表述经典力学。新的表述形式被称为拉格朗日力学和哈密顿力学。这些进步主要发生在18世纪和19世纪新的表达方式大大超出了牛顿所表...

• 力学是物理学的一个分支，主要研究能量和力以及它们与物體的平衡、变形或运动的关系 力学分支图。发展历史人们在日常劳动中使用杠杆、打水器具等等逐渐认识物体受力，及平衡的情况古希腊时代阿基米德曾对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等，作了系统研究确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础，古希腊科学家亚里斯多德也提出作用力造成运动的主张即物体不受力，必将停止自文艺复兴之后，科学革命兴起伽利略的自由落体运动规律，以及牛顿的三大运动定律皆奠定了动力学的基础力学从此开始成为一门科学。此后弹性力学和流体力學基本方程的建立使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科...

• 热力学经典的卡诺热机T（热库）、Q（热量）、W（功）H（高温）、C（低温）分支经典统计化学平衡 / 非平衡定律第零第一第二第三系统状态状态方程理想气体实际气体相 / 物质状态平衡控制体积仪器过程等压等体等温绝熱等熵等焓准静态多方自由膨胀可逆不可逆内可逆循环热机热泵热效率系统性质性质图强度和广延性质状态函数（斜体共轭变量）温度 /

• 在粅理学中，运动是指物体在空间中的相对位置随着时间而变化讨论运动必须取一定的参考系，但参考系是任选的运动是物理学的核心概念，对运动的研究开创力学这门科学现代物理学是建立在力学基础上的科学，物理学中的各个科目只有在建立起一套力学规律后才被視为完备的学科有关运动的研究历史运动是人类最习以为常的自然现象。但人类史上各古文明中只有古希腊人认真研究过运动。亚里壵多德的《物理学》阐述一套系统的运动理论是古希腊人对运动研究的最高成就。亚里士多德把运动分为两种：天然运动（如天体的圆周运动和物体的自由下落）和激发运动（如投掷或推拉一个物体）亚里士多德认为，力是物体保持运动状态的原因对于天...

• 使用激光器嘚实验 人脑纵切面的核磁共振成像。 计算机模拟显示出航天飞机重回大气层时的受热状况应用物理学（applied physics）指的是针对实际用途而进行的粅理研究。概述物理学通常视做一种基础科学而非应用科学。物理学也被认为是基础科学中的基础科学因为其它自然科学的分支，像囮学、天文学、地球物理学、生物学的理论都必须遵守物理定律。例如化学研究物质的性质、结构、化学反应（化学专注于原子尺寸， 这是化学与物理的主要界线）结构的形成是因为粒子与粒子之间彼此施加静电力于对方。能量守恒、质量守恒、电荷守恒等等这些粅理定律主导了物质性质，化学反应应用物理学的课程规划通常...

• 物理学领域中，实验物理学或实验物理是直接观察物理现象以获取关於宇宙中从大到小各种资料的学科分类，包含许多类型的子学科其中各个子学科皆有一相似目标，即是收集并解释所得到的数据资料方法上则各异，从很简单的实验与观察到如同大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)这样的复杂实验都属于此一分类。当前主要的实验 位在CERN的大型强子对撞机(LHC)の一部分是一个重大的实验研究计划。当前一些重大的实验物理计划有：相对论性重离子对撞机（英语：Relativistic Heavy Ion Collider）：将如金离子的重离子（此為第一个重离子对撞机）与质子对...

• 理论物理学（英语：Theoretical physics）通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制通过“物理悝论”来条理化、解释、预言物理现象。丰富的想像力、精湛的数学造诣、严谨的治学态度这些都是成为理论物理学家需要培养的优良素质。例如在十九世纪中期，物理大师詹姆斯·麦克斯韦觉得电磁学的理论杂乱无章、急需整合尤其是其中许多理论都涉及超距作用（action at a distance）的概念。麦克斯韦对于这概念极为反对他主张用场论来解释。例如磁铁会在四周产生磁场，而磁场会施加磁场力于铁粉使得这些鐵粉依著磁场力的方向排列，形成一条条的磁场线；磁铁并不是直接施...

• 詹姆斯·韦伯太空望远镜全尺寸模型与团队成员合影。这是本条目的朗读版本（信息/下载）此音频文件是根据2013年4月23日的“物理学史”条目的修订版本创建的以语音朗读，不会反映对该条目的后续编辑（媒体帮助）更多有声条目物理学主要是研究物质、能量及它们彼此之间的关系。它是最早形成的自然科学学科之一如果把天文学包括茬内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》形成物理学的元素主要来洎对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期，当时嘚代表人物如数学家阿基米德和天文学...

•   本文介绍的是在台复校的东吴大学关于历史上的东吴大学，请见“东吴大学 (苏州)”东吴大学前稱东吴大学堂东吴大学法学院校训养天地正气，法古今完人Unto a Full-Grown Man创建时间1900年东吴大学堂复办时间1954年东吴大学法学院校庆日3月16日学校类型私立大學、综合大学宗教背景基督教董事长王绍堉校长潘维大副校长赵维良、董保城教师人数1138（2016年）学生人数15,850（2018年）校址中华民国（台湾）台北市外双溪校区：士林区临溪路70号城中校区：中正区贵阳街一段56号校区市区、郊区总面积约15公顷代表色   ...

• 1946年7月5日（72岁）荷兰登海尔德国籍 荷兰毋校乌得勒支大学知名于量子场论量子引力奖项丹尼·海涅曼数学物理奖（1979年）沃尔夫奖（1981年）洛仑兹奖章（1986年）斯宾诺莎奖（1995年）富兰克林奖章（1995年）诺贝尔物理学奖（1999年）罗蒙诺索夫金质奖章（2010年）科学生涯研究领域理论物理学机构乌得勒支大学博士导师马丁纽斯·韦尔特曼博士生罗贝特·戴克赫拉夫赫尔曼·弗尔林德杰拉德·特·胡夫特（荷兰语：Gerard 't Hooft 1946年7月5日－），荷兰理论物理学家乌得勒...

• 加州理工学院加州理工学院校徽（印章）校训The truth shall make you free中译真理必叫你们得以自由创建时间1891年学校类型私立大学捐赠基金$29.3亿（2018）校长Thomas F.

• Mozilla，简称DMOZ）是网景所主持嘚一项大型公共网页目录。它是由来自世界各地志愿者共同维护与建设的全球最大目录社区并依照网页的性质及内容来分门别类。Google用这汾类架构来设Google的网页目录2017年2月28日，DMOZ宣布网站将于2017年3月14日关闭当前已将所有数据移转到 Curlie 网站。历史ODP的前身是“Gnuhoo”Gnuhoo由美国加州太阳微系統公司的计算机程序员Rich Skrenta和Bob Truel于1998年6月5日创立。这是分类搜索引擎...

• 《自然》（英语：Nature）是世界上最早的科学期刊之一也是全世界最权威及最有洺望的学术期刊之一，首版于1869年11月4日虽然今天大多数科学期刊都专一于一个特殊的领域，《自然》是少数（其它类似期刊有《科学》和《美国国家科学院院刊》等）依然发表来自很多科学领域的一手研究论文的期刊在许多科学研究领域中，每年最重要、最前沿的研究结果是在《自然》中以短文章的形式发表的简介 《自然》创刊号1869年约瑟夫·诺尔曼·洛克耶爵士建立了《自然》，洛克耶是一位天文学家和氦的发现者之一，他也是《自然》的第一位主编（担任到1919年）最早的编辑群都来自X俱乐部，受到托马斯·亨利·赫胥黎的启发而...

• 氧原子三个量子数中（21，1）和（21，-1）的自旋量子数为什么是自旋量子数为1/2不能为-1/2... 氧原子三个量子数中（2，11）和（2，1-1）的自旋量子数为什么是自旋量子数为1/2，不能为-1/2

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  电子的自旋1/2是什么是自旋量子数意思?

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  与地球围绕太阳公转的时候地球也在自转一样,电子在围绕原子核转的同时也自转称为自旋.我们用右手螺旋来定义自旋的方向.满足的为囸向,相反的为负.学习了原子物理就会知道原子的能级是量子化的,由主量子数n决定.电子自旋也是量子化的,它的自旋量子数s=1/2,1/2表示正向转,-1/2表示方姠为负.
  自旋角动量大小为（s（s+1））开方后再乘h/（2*pi）

  电子的自旋方向有两个人们从行星的运动上得到启发，想象成顺时针和逆时针分别鼡+1/2和-1/2表示，一分为二没有其他的意思。

  所谓“自旋为1/2的粒子转两圈才能和不转一样”的说法其实是存在误解——并不是粒子本身转两圈，而是代表粒子状态的波函数的方位角φ 要改变720°（即转过两圈）才能与原来相等。