عرض مصدر إلكترون

{{عن|3=إلكترون (توضيح)}}
{{صندوق معلومات جسيم
| bgcolour =
| اسم = إلكترون
| الصورة = [[ملف:Crookes tube-in use-lateral view-standing cross prPNr°11.jpg|280بك]]
| تعليق =تجربة على أنبوب كروكس وهي أول من أظهر طبيعة الجسيم إلكترون. ويبدو بالصورة الشكل الجانبي لهدف مصوب باتجاه واجهة الأنبوب وبواسطة حزمة إلكترونات.<ref><cite id="refDahl1997">Dahl، Per F. (1997). ''Flash of the Cathode Rays: A History of J J Thomson's Electron''. CRC Press. صفحة&nbsp;72. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0750304537|0750304537]].</ref>
| num_types = 
| تكوين = [[جسيم أولي]]<ref name="prl50"/>
| عائلة = [[فرميون]]
| مجموعة = [[لبتون (فيزياء)|ليبتون]]
| جيل = الأول
| تفاعل = ال[[جاذبية]]، ال[[كهرطيسية|كهرومغناطيسية]]، [[قوة نووية ضعيفة]]
| رمز = {{جسيم دون ذري|Electron}}{{يم}} و{{جسيم دون ذري|beta-}}
|جسيم مضاد = [[بوزيترون]] (وأحيانا يطلق عليه نقيض الكترون)
| نظرية = [[ريتشارد لامنج]] (1838–51),<ref name="farrar"/><br/>[[جورج ستوني]] (1874) وآخرون.<ref name="arabatzis"/><ref name="buchwald1"><cite id="refBaW2001">
Buchwald، J.Z.؛ Warwick، A. (2001). [http://books.google.com/?id=1yqqhlIdCOoC&pg=PA195 ''Histories of the Electron: The Birth of Microphysics'']. [[مطبعة معهد ماساتشوستس للتقانة|ميت بريس]]. صفحات&nbsp;195–203. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0-262-52424-4|0-262-52424-4]].</cite> {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200601200645/http://books.google.com/?id=1yqqhlIdCOoC&pg=PA195/|date=2020-06-01}}</ref>
| مكتشف = [[جوزيف جون طومسون|جوزيف تومسون]] (1897)<ref name="dahl">[[#refDahl1997|Dahl (1997:122–185).]]</ref>
| كتلة = {{فجوات|9.10938291|(40)|e=-31|u=[[كيلوغرام|كغم]]}}<ref name="2010 CODATA">P.J. Mohr, B.N. Taylor, and D.B. Newell (2011), "The 2010 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants" (Web Version 6.0). This database was developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova. Available: https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html [Thursday, 02-Jun-2011 21:00:12 EDT]. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899. {{استشهاد بويب |مسار=https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=11 يناير 2012 |تاريخ أرشيف=9 أكتوبر 2013 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20131009032049/http://physics.nist.gov/constants |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><br/>
{{val|5.4857990946|(22)|e=-4}}&nbsp;[[وحدة كتل ذرية|u]]{{يم}}<ref name="2010 CODATA"/><br/>
[{{val|1822.8884845|(14)}}]<sup>−1</sup>{{يم}}&nbsp;u{{يم}}<ref group="معلومة">القاسم المشترك للتحويل الكسري هو معكوس القيمة العشرية (جنبا إلى جنب مع المعيار النسبي غير المؤكد ل {{val|4.2|e=-10}}).</ref><br/>
{{val|0.510998928|(11)|ul=MeV/c2}}{{يم}}<ref name="2010 CODATA"/>
| شحنة كهربائية = −1&nbsp;[[شحنة أولية|e]]<ref group
="معلومة">شحنة الإلكترون هي [[شحنة أولية]] سالبة، بينما عند البروتون فالشحنة هي موجبة.</ref> 
{{فجوات|-1.602176565|(35)|e=-19|u=[[كولوم|C]]}}{{يم}}<ref name="2010 CODATA"/><br/><!--                 -->{{val|-4.80320451|(10)|e=-10|ul=[[Statcoulomb|esu]]}}
| عزم مغناطيسي = {{فجوات|−1.001|159|652|180|76(27)|u=[[مغنطون بور|μ<sub>B</sub>]]}}{{يم}}<ref name="2010 CODATA"/>
| دوران = {{كسر مائل|1|2}}
}}
'''الإلِكترون'''<ref group="عر">{{ترقيم استشهادات|نمط=محرف عربي|م1= {{استشهاد بويكي بيانات|Q113987323|صفحة=98}}|م2= {{استشهاد بويكي بيانات|Q12244028|صفحة=263}}|م3= {{استشهاد بويكي بيانات|Q113016239|صفحة=150}}}}</ref> {{للهامش|*}} (رمزه: <sup>-</sup>e) هو [[جسيم دون ذري]] كروي الشكل تقريباً مكون لل[[ذرة]] ويحمل [[شحنة كهربائية]] سالبة. ولم يكن من المعروف بأن لديها مكونات أو جسيمات أصغر، لذا فقد اعتبرت بأنها [[جسيم أولي|جسيمات أولية]].<ref name="prl50"/> فالإلكترون لديه [[كتلة ساكنة|كتلة]] تعادل تقريبًا 1/1836 من كتلة ال[[بروتون]].<ref name=nist_codata_mu/> [[زخم زاوي|الزخم الزاوي]] الحقيقي (وهو [[لف (فيزياء)|اللف المغزلي]]) للإلكترون هو قيمة نصف عدد صحيح من وحدة ''[[ثابت بلانك|ħ]]''، مما يعني بأنه [[فرميون]]. ويسمى [[جسيم مضاد|الجسيم المضاد]] للإلكترون بال[[بوزيترون]]، وهو مطابق للإلكترون عدا أنه معاكس له [[شحنة كهربائية|بالشحنة]] الكهربائية و[[شحنة (فيزياء)|الشحنات]] الأخرى. عند اصطدام الإلكترون بالبوزترون فإنهما إما يبعثران بعضهما البعض أو [[إفناء|يفنيان]]، مما ينتج عن ذلك زوج أو أكثر من [[فوتون]]ات [[أشعة غاما]]. تنتمي الإلكترونات إلى [[جيل (فيزياء الجسيمات)|الجيل الأول]] لأسرة جسيمات [[لبتون (فيزياء)|ليبتون]]<ref name="curtis74"/>، وتسهم في [[قوة أساسية|القوى الأساسية]] وهي ال[[جاذبية]] وال[[كهرطيسية|كهرومغناطيسية]] و[[قوة نووية ضعيفة|القوة النووية الضعيفة]].<ref name="anastopoulos1">
Anastopoulos، Charis (2008). [http://books.google.com/books?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA236 ''Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics'']. [[دار نشر جامعة برنستون]]. صفحات&nbsp;236–237. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0691135126|0691135126]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140928082921/http://books.google.com/books?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA236 |date=28 سبتمبر 2014}}</ref> كما هو في المادة فإن الإلكترون لديه خصائص [[ازدواجية موجة جسيم|ازدواجية موجة-جسيم]] في [[ميكانيكا الكم]]، لذا فبإمكانه الاصطدام مع الجسيمات الأخرى [[حيود|فينحرف]] مثل الضوء. لكن وبسبب صغر كتلة الإلكترون فإن تلك الازدواجية تتجلى بشكل أفضل في التجارب المخبرية. وبما أنها تندرج تحت عائلة الفرميون، وبحسب [[مبدأ استبعاد باولي]] فلا يمكن لإلكترونين أن يأخذا نفس حالة الكم.<ref name="curtis74"/>

تم وضع نظرية مفهوم مقدار الشحنة الإلكترونية غير القابلة للتجزئة لشرح [[خاصية كيميائية|الخصائص الكيميائية]] [[ذرة|للذرات]]، فكانت بدايتها سنة 1838 مع عالم الطبيعة البريطاني [[ريتشارد لامنج]]<ref name="arabatzis"/>؛ ثم قدم الفيزيائي الإيرلندي [[جورج ستوني]] اسم «إلكترون» وذلك سنة 1894. في سنة 1897 عرّف البريطاني [[جوزيف جون طومسون|جوزيف طومسون]] وفريقه من الفيزيائيين الإلكترون بأنه جسيم.<ref name="dahl"/><ref name="wilson"/>

العديد من الظواهر الفيزيائية، مثل ال[[كهرباء]] وال[[مغناطيسية]] و[[توصيل حراري|التوصيل الحراري]] فإن الإلكترونات لها دورًا أساسيًا في ذلك. فالإلكترون في حركته بالنسبة للمراقب يولد [[حقل مغناطيسي|المجال المغناطيسي]]، وكذلك فإن المجالات المغناطيسية الخارجية تجعلها تنحرف. فعندما يتحرك الإلكترون فإنه يمتص أو ينتج طاقة على شكل فوتونات. تحيط الإلكترونات بال[[نواة الذرة|نواة]] المتكونة من [[بروتون]]ات و[[نيوترون]]ات، فيكونون جميعًا الذرة، وإن كان الإلكترون يسهم في أقل من 0.06% من الكتلة الكلية للذرة. يسبب جاذبية [[قانون كولوم|قوة كولومب]] بين الإلكترون والبروتون بأن يجعل الإلكترونات [[طاقة الارتباط|مرتبطة]] بالذرات. فالتبادل أو تقاسم الإلكترونات في ما بين الذرات هو السبب الرئيسي [[رابطة كيميائية|للروابط الكيميائية]].<ref name=Pauling/>

وحسب النظريات فإن معظم الإلكترونات قد تكونت في لحظة [[الانفجار العظيم]]، ولكن يمكن أيضًا إنتاجها خلال ال[[اضمحلال بيتا|بلى بيتائي]] [[نويدة مشعة|للنظائر المشعة]] والاصطدامات عالية الطاقة، وفي لحظة دخول [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] [[غلاف جوي|للغلاف الجوي]]. وخلال إفناءه مع البوزيترون فقد يتعرض الإلكترون للدمار، وقد يتعرض للامتصاص خلال [[تفاعلات الانصهار النجمي]]ة. ويمكن لأدوات المختبرات احتواء ومراقبة الإلكترونات الفردية وكذلك في [[بلازما (فيزياء)|بلازما الإلكترونات]]، حيث كرس لها [[مقراب|المقراب]] للكشف عن بلازما الإلكترونات في الفضاء الخارجي. وتوجد العديد من تطبيقات الإلكترون كما هو في [[لحام بالحزمة الإلكترونية|اللحام]] و[[صمام الأشعة المهبطية|أنبوب الأشعة المهبطية]] و[[مسرع جسيمات|معجلات الجسيمات]] و[[مجهر إلكتروني]] و[[علاج بالأشعة|علاج إشعاعي]] و[[ليزر الإلكترون الحر|الليزر الإلكتروني]].

== التاريخ ==
{{أيضا|تاريخ نظرية الكهرومغناطيسية}}
لاحظ [[اليونان القديمة|الإغريق القدماء]] بأن ال[[كهرمان]] يجذب الأشياء البسيطة في حالة فركه بالقماش فإن استثنينا ال[[برق]]، فإن تلك الظاهرة تعد من أقدم تجارب البشرية مع الكهرباء على مر التاريخ.<ref>
Shipley، Joseph T. (1945). ''Dictionary of Word Origins''. [[The Philosophical Library]]. صفحة&nbsp;133.</ref>

أشار الفيزيائي الإنجليزي [[وليام جيلبرت]] في مقال له اسمه دي ماجنتا {{اسم لغة|la|''De Magnete''}} سنة 1600 إلى مصطلح جديد أصاغه من اللغة [[لاتينية جديدة|اللاتينية الجديدة]] وأسماه إلكتريكوس {{رمز لغة|la|''electricus''}} للإشارة إلى خاصية جذب الأشياء الصغيرة بعد فركها.<ref>
Baigrie، Brian (2006). [http://books.google.com/books?id=3XEc5xkWxi4C&pg=PA7 ''Electricity and Magnetism: A Historical Perspective'']. [[Greenwood Press]]. صفحات&nbsp;7–8. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/0-3133-3358-0|0-3133-3358-0]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140821224721/http://books.google.com/books?id=3XEc5xkWxi4C&pg=PA7|date=21 أغسطس 2014}}</ref> فتلك الكلمة مأخوذة من الكلمة الإغريقية {{رمز لغة|grc|ήλεκτρον}} {{يم}}(''{{اسم لغة|grc-Latn|ēlektron}}'') ''الكترون'' في عام [[1894]] م للإشارة إلى الكهرمان.

في سنة 1737 اكتشف العالمين [[شارل دو فاي]] و[[فرانسيس هاكسبي|هاكسبي]] كلا على حدة وجود نمطين من الشحنات الكهربائية السكونية؛ إحداهما ينتج من الاحتكاك مع الزجاج، والآخر من الاحتكاك مع ال[[راتنج]]. ومن هذه استنتج دوفاي نظريته بأن الكهرباء تحتوي على [[نظريات الأثير|سائلين كهربائيين]]، وأسماهما بالزجاجي والراتنجي، ولاحظ الفرق بين الموصلات والمواد العازلة، ويمكن فصلهما عن طريق الاحتكاك مما يسبب بتحييد بعضها البعض عند اتحادهما.<ref>/templatestyles></ref> بعد ذلك بحوالي عقد من الزمان اقترح [[بنجامين فرانكلين]] بأن الكهرباء هي ليست من عدة أنواع من السوائل الكهربائية، ولكنه نفس السائل الكهربائي ولكن تحت ضغوط مختلفة. وقدم لهم [[شحنة كهربائية|الشحنة]] الحديثة بتسمية إيجابي وسلبي على التوالي.<ref>[http://scienceworld.wolfram.com/biography/FranklinBenjamin.html ''Benjamin Franklin (1706–1790).''] Science World, from Eric Weisstein's World of Scientific Biography. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171018063555/http://scienceworld.wolfram.com/biography/FranklinBenjamin.html |date=18 أكتوبر 2017}}</ref><ref name="EncyclopediaAmericana">The Encyclopedia Americana; a library of universal knowledge. (1918). New York: Encyclopedia Americana Corp.</ref>

بين سنتي 1838 و 1851 طور عالم الطبيعيات البريطاني [[ريتشارد لامنج]] فكرة أن الذرة تتكون من نواة مادة محاطة بجزيئات دون ذرية والتي تكوّن وحدة [[شحنة كهربائية|الشحنات الكهربائية]].<ref name="farrar">
Farrar، Wilfred V. (1969). "Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter". ''Annals of Science''. 25: 243–254. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1080%2F00033796900200141 10.1080/00033796900200141]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200509041528/https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00033796900200141 |date=9 مايو 2020}}</ref> وبداية من سنة 1846 أعطى الفيزيائي الألماني [[فلهيلم إدوارد فيبر|فيبر]] نظريته القائلة بأن الكهرباء تتألف من سائلين ذو شحنتين موجبة وسالبة، وتفاعلهما يحكمه [[قانون التربيع العكسي]]. في سنة 1874 اقترح الفيزيائي الإيرلندي [[جورج ستوني]] بعد دراسة هذه ظاهرة [[تحليل كهربائي|التحليل الكهربائي]] بأن هناك «كمية محددة واحدة من الكهرباء»، وهي شحنة من [[أيون]] [[تكافؤ|أحادي التكافؤ]]. وكان قادرًا على تقييم قيمة هذه الشحنة الأولية '''e''' عن طريق [[قوانين فرداي للتحليل الكهربائي]].<ref>
[[جون ديفيد بارو|جون دي بارو]] (1983). "Natural Units Before Planck". ''Royal Astronomical Society Quarterly Journal''. 24: 24–26. [[بيب كود|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1983QJRAS..24...24B/abstract 1983QJRAS..24...24B]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190603151124/http://adsabs.harvard.edu/abs/1983QJRAS..24...24B |date=3 يونيو 2019}}</ref> واعتقد ستوني بأن تلك الشحنات مرتبطة بصورة دائمة بالذرات ولا يمكن إزالتها. في سنة 1881 جادل الفيزيائي الألماني [[هرمان فون هلمهولتز|هلمهولتز]] أن كلا من الشحنة الموجبة والسالبة منقسمتين إلى جزئين أوليين، كل منها «يتصرف كذرات كهربائية».<ref name="arabatzis">
Arabatzis، Theodore (2006). [http://books.google.com/books?id=rZHT-chpLmAC&pg=PA70 ''Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities'']. [[دار نشر جامعة شيكاغو]]. صفحات&nbsp;70–74. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0226024210|0226024210]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140922050321/http://books.google.com/books?id=rZHT-chpLmAC&pg=PA70 |date=22 سبتمبر 2014}}</ref> ثم وضع ستوني مصطلح «إلكترون» لوصف تلك الشحنات الأولية وكان ذلك سنة 1894، وقد قال فيها: «تم تقدير الكمية الفعلية لتلك الوحدة الأساسية الأكثر أهمية في الكهرباء، وقد غامرت عندما أشرت إلى اسم ''الكترون''».<ref>
Stoney، George Johnstone (1894). "Of the "Electron," or Atom of Electricity". ''[[Philosophical Magazine]]''. 38 (5): 418–420.</ref> وكلمة الكترون {{إنج|electron}} هي مركبة مستنبطة من كلمة الكتريك ''electric'' ولاحقتها ون [[wikt:-on|-''on'']]، والتي استخدمت بعد ذلك للإشارة إلى [[جسيم دون ذري|الجسيمات دون الذرية]] مثل البروتون والنيوترون.<ref>
Soukhanov, Anne H. ed. (1986). ''Word Mysteries & Histories''. [[هوتون ميفلين هاركورت]]. صفحة&nbsp;73. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0-395-40265-4|0-395-40265-4]].</ref><ref>
Guralnik, David B. ed. (1970). ''Webster's New World Dictionary''. {{Ill-WD2|id=Q443253|نص=برنتيس هول}}. صفحة&nbsp;450.</ref>

=== الاكتشاف ===
[[ملف:Cyclotron motion wider view.jpg|تصغير|انعكاس شعاع من الإلكترونات على شكل دائرة بواسطة المجال المغناطيسي<ref>
Born, Max; Blin-Stoyle, Roger John; Radcliffe, J. M. (1989). [http://books.google.com/books?id=NmM-KujxMtoC&pg=PA26 ''Atomic Physics'']. [[Courier Dover]]. صفحة&nbsp;26. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/0486659844|0486659844]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140929232355/http://books.google.com/books?id=NmM-KujxMtoC&pg=PA26|date=29 سبتمبر 2014}}</ref>]]
قام الفيزيائي الألماني [[يوهان فيلهلم هيتورف|يوهان فيلهلم هتورف]] بدراسة التوصيل الكهربائي على الغازات المتخلخلة. فاكتشف سنة 1869 وهج منبعث من [[مهبط (توضيح)|مهبط]] يزداد بالحجم عند تقليل ضغط الغاز. وفي سنة 1876 أظهر الفيزيائي الألماني [[يوجين غولدشتاين]] أن أشعة هذا الوهج له ظل، فأطلق عليه اسم لهم [[أشعة مهبطية|أشعة الكاثود]].<ref>[[#refDahl1997|Dahl (1997:55–58).]]</ref> وفي السبعينات من نفس القرن طور الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي [[وليام كروكس|السير وليام كروكس]] أول أنبوب أشعة الكاثود [[فراغ (توضيح)|مفرغة]] بالداخل.<ref name="dekosky">
DeKosky، Robert (1983). "William Crookes and the quest for absolute vacuum in the 1870s". ''Annals of Science''. 40 (1): 1–18. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1080%2F00033798300200101 10.1080/00033798300200101]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200509131826/https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00033798300200101 |date=9 مايو 2020}}</ref> ثم أظهر بعد ذلك بأن أشعة التلألؤ التي تظهر داخل أنبوب تحمل طاقة وتنتقل من القطب السالب إلى [[مصعد (كيمياء)|القطب الموجب]]. بالإضافة إلى أنه كان قادرًا على تحريك الأشعة عند تطبيق مجال مغناطيسي عليها، مما يدل على أن الشعاع تصرف كما لو كان سالب الشحنة.<ref name="leicester">
Leicester، Henry M. (1971). [http://books.google.com/books?id=aJZVQnqcwv4C&pg=PA221 ''The Historical Background of Chemistry'']. [[Courier Dover Publications]]. صفحات&nbsp;221–222. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/0486610535|0486610535]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200515200646/https://books.google.com/books?id=aJZVQnqcwv4C&pg=PA221&hl=en|date=15 مايو 2020}}</ref><ref>[[#refDahl1997|Dahl (1997:64–78).]]</ref> فاقترح سنة 1879 أنه بالإمكان تفسير تلك الخصائص من خلال ما أسماه مادة مشعة. وألمح إلى أن تلك قد تكون الحالة الرابعة للمادة التي تتكون من [[جزيء|جزيئات]] سالبة الشحنة تنطلق بسرعة عالية من الكاثود.<ref>
[[بيتر زيمن]] (1907). [http://books.google.com/books?id=UtYRAAAAYAAJ "Sir William Crookes, F.R.S."]. ''[[نيتشر (مجلة)]]''. 77 (1984): 1–3. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1038%2F077001a0 10.1038/077001a0]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140821181615/http://books.google.com/books?id=UtYRAAAAYAAJ |date=21 أغسطس 2014}}</ref>

وسع الفيزيائي البريطاني -ألماني المولد- [[آرثر شوستر]] من تجارب كروكس وذلك بوضع صفيحة معدنية متوازية مع أشعة الكاثود وطبق [[كمون كهربائي|الكمون الكهربائي]] بين الصفيحتين.
فصرف المجال تلك الأشعة باتجاه الصفيحة موجبة الشحنة، مما أعطى أدلة جديدة على أن تلك الأشعة تحمل شحنة سالبة. وتمكن شوستر في سنة 1890 من تقدير [[نسبة كتلة-إلى-شحنة|نسبة الشحنة للكتلة]]<!-- ملحوظة:المصادر القديمة تعطي الشحنة إلى الكتلة بدلا من المعدل الحديث وهو الكتلة إلى الشحنة --> لمكونات الأشعة عن طريق قياس مقدار انحراف عن المستوى المحدد [[تيار كهربائي|للتيار]]. لكن إنتاج تلك القيمة التي كانت أكثر من ألف مرة من المتوقع، هو إعطاء بعض المصداقية لتلك الحسابات في ذاك الوقت.<ref name="leicester"/><ref>[[#refDahl1997|Dahl (1997:99).]]</ref>

في عام 1896 أجرى الفيزيائي البريطاني [[جوزيف جون طومسون|جوزيف طومسون]] مع مساعديه تاونسند وويلسون<ref name="dahl"/> تجارب أشارت إلى أن أشعاعات الكاثود هي جسيمات فريدة من نوعها بدلا من أن تكون موجات أو ذرات أو حتى جزيئات كما كان الاعتقاد سابقًا.<ref name="thomson"/> وقد أعطى طومسون قيمة جيدة لكل من الشحنة ''e'' والكتلة ''m''، موجدا جسيمات ل[[أشعة مهبطية|أشعة الكاثود]] وأسماها «الكريات» {{إنج|corpuscles}}، ولها كتلة قد تكون واحد من الألف من كتلة أقل الأيونات المعروفة: الهيدروجين.<ref name="wilson">Wilson، Robert (1997). [http://books.google.com/?id=AoiJ3hA8bQ8C&pg=PA138 ''Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understand the Universe'']. [[سي آر سي بريس]]. صفحة&nbsp;138. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0748407480|0748407480]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=AoiJ3hA8bQ8C&pg=PA138&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200637/https://books.google.com/books?id=AoiJ3hA8bQ8C&pg=PA138&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><ref name="thomson"/> وأظهر أن نسبة الشحنة للكتلة ''e''/''m'' مستقلة عن مادة الكاثود. وأظهر أيضًا أن إنتاج جسيمات سالبة الشحنة من مواد مشعة بواسطة التسخين ومن مواد مضيئة هو شيء كوني.<ref name="thomson">Thomson، J. J. (1906). [https://web.archive.org/web/20170505072140/http://www.nobelprize.org:80/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf "Nobel Lecture: Carriers of Negative Electricity"](PDF). [[مؤسسة نوبل]]. مؤرشف من [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf الأصل] (PDF) في 05 مايو 2017. اطلع عليه بتاريخ 25 أغسطس 2008. {{استشهاد بويب |مسار=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20170505072140/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf |تاريخ أرشيف=5 مايو 2017 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وقد أعاد الفيزيائي الأيرلندي جورج فيتزجيرالد الاقتراح بتسمية تلك الجسيمات باسم إلكترون، وقد لقي هذا الاسم قبولا علميًا دوليًا منذ ذلك الوقت.<ref name="leicester"/>

اكتشف الفيزيائي الفرنسي [[هنري بيكريل]] أثناء دراسة [[فلورية|الومضان]] الطبيعي للمعادن سنة 1896 أنها تصدر إشعاع دون التعرض لمصدر طاقة خارجي. فأصبحت تلك [[اضمحلال نشاط إشعاعي|المواد المشعة]] موضع اهتمام كبير للعلماء خصوصًا الفيزيائي [[نيوزيلندا|النيوزلندي]] [[إرنست رذرفورد]] الذي اكتشف أنها تصدر جسيمات. وأطلق عليها [[جسيم ألفا|جسيمات ألفا]] و[[جسيم بيتا|بيتا]] على أساس قدرتها على اختراق المادة.<ref>
Trenn، Thaddeus J. (1976). "Rutherford on the Alpha-Beta-Gamma Classification of Radioactive Rays". ''[[Isis (journal)|Isis]]''. 67 (1): 61–75. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1086/351545|10.1086/351545]]. [[جايستور]]&nbsp;[http://www.jstor.org/stable/231134 231134]. {{وصلة مكسورة|تاريخ=يونيو 2019|bot=JarBot}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190404142302/https://www.jstor.org/stable/231134|date=4 أبريل 2019}}</ref> وفي سنة 1900 أظهر بيكريل أن بإمكان أشعة بيتا المنبعثة من ال[[راديوم]] أن تنحرف في وجود مجال كهربائي وأن نسبة الكتلة للشحنة هي نفسها كما في أشعة الكاثود.<ref>
Becquerel، Henri (1900). "Déviation du Rayonnement du Radium dans un Champ Électrique". ''[[Comptes Rendus de l'Académie des Sciences]]''. 130: 809–815. {{أيقونة فرنسية}}</ref> فعزز هذا الدليل الرأي القائل بأن الالكترونات توجد كعناصر في الذرات.<ref name="BaW9091">[[#refBaW2001|Buchwald and Warwick (2001:90–91).]]</ref><ref>
Myers، William G. (1976). [https://jnm.snmjournals.org/content/17/7/579.short "Becquerel's Discovery of Radioactivity in 1896"]. ''Journal of Nuclear Medicine''. 17 (7): 579–582. [[ببمد|PMID]]&nbsp;[//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/775027 775027]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081222023947/http://jnm.snmjournals.org:80/cgi/content/abstract/17/7/579 |date=22 ديسمبر 2008}}</ref>

قام الفيزيائي الأمريكي [[روبرت ميليكان]] بعناية ودقة أكثر في قياس شحنة الإلكترون في [[تجربة قطرة الزيت]] سنة 1909 ثم نشر النتائج سنة 1911. واستخدمت تلك التجربة المجال الكهربائي لمنع قطرات الزيت المشحونة من السقوط بسبب الجاذبية. وأمكن لهذا الجهاز قياس الشحنة الكهربائية حتى 1-150 أيون مع هامش خطأ اقل من 0.3٪. وقد أجرى فريق طومسون تجارب مماثلة قبل ذلك<ref name="thomson"/>، باستخدام سحب من قطرات الماء المشحونة أنتجها التحليل الكهربائي.<ref name="dahl"/> وقد حصل [[أبرام يوفي]] منفصلا على نفس نتائج ميليكان وذلك باستخدام جسيمات مجهرية من المعادن، وكان ذلك سنة 1911 ولكن نشر النتائج سنة 1913.<ref>
{{Ill-WD2|Kikoin، Isaak K.|id=Q935366}}؛ Sominskiĭ، Isaak S. (1961). "Abram Fedorovich Ioffe (on his eightieth birthday)". ''[[Soviet Physics Uspekhi]]''. 3: 798–809. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1070/PU1961v003n05ABEH005812|10.1070/PU1961v003n05ABEH005812]]. Original publication in Russian: Кикоин، И.К.؛ Соминский، М.С. (1960). [http://ufn.ru/ufn60/ufn60_10/Russian/r6010e.pdf "Академик А.Ф. Иоффе"] (PDF). ''Успехи Физических Наук''. 72 (10): 303–321. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181009013215/https://ufn.ru/ufn60/ufn60_10/Russian/r6010e.pdf|date=9 أكتوبر 2018}}</ref> مع ذلك فإن قطرات الزيت أكثر ثباتًا من قطرات الماء بسبب ضعف معدل التبخير لديه، وبالتالي فالتجارب الدقيقة بدأت أكثر ملاءمة خلال فترات زمنية أطول.<ref>
Millikan، Robert A. (1911). "The Isolation of an Ion, a Precision Measurement of its Charge, and the Correction of Stokes' Law". ''Physical Review''. 32 (2): 349–397. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1103%2FPhysRevSeriesI.32.349 10.1103/PhysRevSeriesI.32.349]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200511004049/https://journals.aps.org/pri/abstract/10.1103/PhysRevSeriesI.32.349 |date=11 مايو 2020}}</ref>

وجد عند بداية القرن العشرين وفي ظروف معينة جسيمات مشحونة سريعة الحركة تسبب بتكثيف بخار ماء [[تشبع فائق|مفرط بالتشبع]] خلال مساره. ففي سنة 1911 استخدم [[تشارلز ويلسون]] هذا المبدأ لاستنباط [[غرفة سحابية|غرفة غيوم]] مما سمح بتصوير مسارات الجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات سريعة الحركة.<ref>Das Gupta، N. N.؛ Ghosh، Sanjay K. (1999). "A Report on the Wilson Cloud Chamber and Its Applications in Physics". ''[[Reviews of Modern Physics]]''. 18: 225–290. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1103/RevModPhys.18.225|10.1103/RevModPhys.18.225]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.18.225 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=8 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200508172532/https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.18.225 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

=== النظرية الذرية ===
[[ملف:Bohr atom model Arabic.png|تصغير|تعليق=ثلاث دوائر متحدة المركز حول نواة حيث الإلكترون ينتقل من الدائرة الثانية إلى الأولى ويصدر فوتونا|[[نموذج بور|نموذج بور للذرة]] والتي يبين حالات من الكترون ذات طاقة [[عدد كمي|كم محددة]] بالرقم n. فعندما ينتقل الإلكترون إلى مدار أدنى فإنه ينبعث منه طاقة فوتون تساوي الفرق بين طاقة المدارين.]]
شكلت التجارب التي قام بها كلا من أرنست رذرفورد و[[هنري موزلي]] و[[جيمس فرانك]] و[[غوستاف هرتس]] بداية من سنة 1914 الصورة في تكوين الذرة [[نواة (توضيح)|كنواة كثيفة]] ذات شحنة موجبة تحيط بها إلكترونات أقل كتلة.<ref name="smirnov"/> ثم أتى الفيزيائي الدانماركي [[نيلز بور]] فافترض في سنة 1913 بأن الالكترونات تكمن في حالات طاقة كمية، ويحدد العزم الزاوي لمدار الإلكترون حول النواة تلك الطاقة. وبإمكان تلك الإلكترونات التنقل بين تلك الحالات أو المدارات عن طريق إطلاق أو امتصاص فوتونات ذات ترددات محددة. ومن خلال تلك المدارات محددة الكم أوضح نيبور بدقة [[خط طيفي|خطوط الطيف]] لذرة الهيدروجين.<ref>Bohr، Niels (1922). [https://web.archive.org/web/20170809100439/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.pdf "Nobel Lecture: The Structure of the Atom"](PDF). [[مؤسسة نوبل]]. مؤرشف من [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.pdf الأصل] (PDF) في 09 أغسطس 2017. اطلع عليه بتاريخ 03 ديسمبر 2008. {{استشهاد بويب |مسار=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.pdf |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=23 مايو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20170809100439/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.pdf |تاريخ أرشيف=9 أغسطس 2017 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> ومع ذلك ف[[نموذج بور]] لم يتمكن من تفسير الفروق في الكثافة النسبية لخطوط الطيف، وكذلك أطياف العناصر الأثقل من الهيدروجين، فهي بالكاد اقتصرت على تفسير ذرة ال[[هيدروجين]].<ref name="smirnov">Smirnov، Boris M. (2003). [http://books.google.com/?id=I1O8WYOcUscC&pg=PA14 ''Physics of Atoms and Ions'']. [[شبرينغر|سبرنجر]]. صفحات&nbsp;14–21. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/038795550X|038795550X]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=I1O8WYOcUscC&pg=PA14&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200707/https://books.google.com/books?id=I1O8WYOcUscC&pg=PA14&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

وقد شرح [[جيلبرت نيوتن لويس]] الروابط الكيميائية بين الذرات وذلك في سنة 1916 عندما اقترح بأن مساهمة زوج أو أكثر من الإلكترونات بين الذرات للمحافظة على [[رابطة تساهمية|الرابطة التساهمية]] في ما بين تلك الذرات، مما ينتج عنه تجاذب جانبي يعمل على تماسك الجزيء الناتج.<ref>Lewis، Gilbert N. (1916). "The Atom and the Molecule". ''Journal of the American Chemical Society''. 38 (4): 762–786. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1021%2Fja02261a002 10.1021/ja02261a002]. {{استشهاد بويب |مسار=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja02261a002 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=11 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200421004345/https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja02261a002 |تاريخ أرشيف=21 أبريل 2020 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وبعدها أي في سنة 1923 أعطى كلا من [[فالتر هايتلر|والتر هيتلر]] و[[فريتز لندن]] شرحًا وافيًا حول تشكيل زوج الإلكترون مع الروابط الكيميائية في مجال [[ميكانيكا الكم]].<ref name="Arabatzis">Arabatzis، Theodore؛ Gavroglu، Kostas (1997). "The chemists' electron". ''[[European Journal of Physics]]''. 18: 150–163. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1088/0143-0807/18/3/005|10.1088/0143-0807/18/3/005]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807/18/3/005 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=10 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200510184629/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807/18/3/005 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وفي سنة 1919 فصّل الكيميائي الأمريكي [[إرفينغ لانغموير]] نموذج لويس للذرة مشيرًا بأن جميع الإلكترونات موزعة على التوالي مكونة قشرة كروية متحدة المركز وذات سماكة متساوية.<ref>Langmuir، Irving (1919). "The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules". ''Journal of the American Chemical Society''. 41 (6): 868–934. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1021%2Fja02227a002 10.1021/ja02227a002]. {{استشهاد بويب |مسار=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja02227a002 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=11 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200509033739/https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja02227a002 |تاريخ أرشيف=9 مايو 2020 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وتنقسم تلك القشور بدورها إلى عدة خلايا، وكل خلية تحتوي على زوج من الإلكترونات. وعلى نحو ما فإن لنموذج لانغموير القدرة على شرح [[خاصية كيميائية|الخصائص الكيميائية]] لجميع العناصر في الجدول الدوري<ref name=Arabatzis/>، التي كانت معروفة بتكرار نفسها وفقًا [[الجدول الدوري#طرق أخرى لعرض الجدول الدوري|للقانون الدوري]].<ref>Scerri، Eric R. (2007). [http://books.google.com/?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA205 ''The Periodic Table'']. [[دار نشر جامعة أكسفورد|مطبعة جامعة أكسفورد]]. صفحات&nbsp;205–226. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0195305736|0195305736]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA205&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200721/https://books.google.com/books?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA205&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

لاحظ الفيزيائي النمساوي [[فولفغانغ باولي]] في سنة 1924 بأنه يمكن تفسير البناء شبيه القشرة للذرة من خلال مجموعة من أربع معاملات متغيرة تحدد كل حالة طاقة الكم، شريطة أن يكون أن لا يزيد في كل حالة عن إلكترون واحد. (ويعرف هذا الحظر المفروض على أكثر من إلكترون أن يشغل نفس حالة كمية الطاقة باسم [[مبدأ استبعاد باولي]].<ref>Massimi، Michela (2005). [http://books.google.com/?id=YS91Gsbd13cC&pg=PA7 ''Pauli's Exclusion Principle, The Origin and Validation of a Scientific Principle'']. [[مطبعة جامعة كامبريدج]]. صفحات&nbsp;7–8. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0521839114|0521839114]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=YS91Gsbd13cC&pg=PA7&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200810/https://books.google.com/books?id=YS91Gsbd13cC&pg=PA7&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>) وقدم الفيزيائيان الهولنديان [[صمويل جودسميت]] و[[جورج أولنبيك]] الآلية المادية لشرح المعامل الرابع والذي له قيمتين مميزتين، عندما اقترحوا أن بإمكان الإلكترون مع الزخم الزاوي لمداره أن يمتلك قوة زخم زاوي فعلي.<ref name="smirnov"/><ref>
Uhlenbeck، G. E.؛ Goudsmith، S. (1925). "Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons". ''[[علوم الطبيعة (مجلة)|علوم الطبيعة]]''. 13 (47). [[بيب كود|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1925NW.....13..953E/abstract 1925NW.....13..953E]. {{أيقونة ألمانية}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190603152238/http://adsabs.harvard.edu/abs/1925NW.....13..953E |date=3 يونيو 2019}}</ref> وعرفت تلك الخاصية [[لف (فيزياء)|باللف المغزلي]] وقد شرحت تقسيم سابق كان غامضًا عن خطوط الطيف رصدها [[مطياف|مرسمة طيف]] عالي الدقة، وعرفت تلك الظاهرة باسم تقسيم [[بنية دقيقة|هيكلي دقيق]].<ref>Pauli، Wolfgang (1923). "Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes". ''[[Zeitschrift für Physik]]''. 16 (1): 155–164. [[بيب كود|Bibcode]]:[[bibcode:1923ZPhy...16..155P|1923ZPhy...16..155P]]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1007/BF01327386|10.1007/BF01327386]]. {{أيقونة ألمانية}} {{استشهاد بويب |مسار=http://adsabs.harvard.edu/abs/1923ZPhy...16..155P |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=25 يونيو 2019 |تاريخ أرشيف=3 يونيو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190603152238/http://adsabs.harvard.edu/abs/1923ZPhy...16..155P |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

=== ميكانيكا الكم ===
{{أيضا|تاريخ ميكانيكا الكم}}
في عام [[1924]] كتب الفيزيائي الفرنسي [[لويس دي بروي]] رسالة دكتوراه بعنوان «بحث حول نظرية الكم» {{رمز لغة|fr|Recherches sur la théorie des quanta}}، وافترض فيها أن كل الموادّ تمتلك «[[موجة مادية|موجة دي بروي]]» مشابهة لل[[ضوء]].<ref name="de_broglie">de Broglie، Louis (1929). [https://web.archive.org/web/20170201232114/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-lecture.pdf "Nobel Lecture: The Wave Nature of the Electron"](PDF). [[مؤسسة نوبل]]. مؤرشف من [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-lecture.pdf الأصل] (PDF) في 01 فبراير 2017. اطلع عليه بتاريخ 30 أغسطس 2008. {{استشهاد بويب |مسار=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-lecture.pdf |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=23 مايو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20170201232114/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-lecture.pdf |تاريخ أرشيف=1 فبراير 2017 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> حيث أنه وتحت ظروف مناسبة ستُظهر الإلكترونات والمواد الأخرى خصائص كل من الجسيمات والضوء. ويُستدل على الخصائص الجسيميّة لجسيم ما عندما يُظهر أنه يملك موقعًا متمركزاً في [[مكان (فيزياء)|المكان]] يعتمد على انحناء مساره أثناء حركته.<ref>
Falkenburg، Brigitte (2007). [http://books.google.com/books?id=EbOz5I9RNrYC&pg=PA85 ''Particle Metaphysics: A Critical Account of Subatomic Reality'']. [[شبرينغر|سبرنجر]]. صفحة&nbsp;85. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/3540337318|3540337318]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200515200754/https://books.google.com/books?id=EbOz5I9RNrYC&pg=PA85&hl=en |date=15 مايو 2020}}</ref> أما الطبيعة الشبه الموجية للجسيم فيُمكن أن تلاحظ - على سبيل المثال - عندما يمر شعاع من الضوء عبر شقوق متوازية ويخلق نمطاً [[تداخل الموجات|متداخلاً]] من الأشعة. في عام [[1927]] بُرهن على تأثير التداخل بتجربتين مختلفتين استعين فيهما بشعاع من الإلكترونات، الأولى قام بها الفيزيائي الإنكليزي [[جورج باغيت طومسون|جورج باغت طومسون]] باستخدام رقاقة حديدية نحيلة مع الشعاع، والثانية قام بها الفيزيائيان الأمريكيان [[كلنتون دافيسون]] و[[لستر جيرمر]] باستخدام بلورة من ال[[نيكل]] معه.<ref>Davisson، Clinton (1937). [https://web.archive.org/web/20170611005933/http://www.nobelprize.org:80/nobel_prizes/physics/laureates/1937/davisson-lecture.pdf "Nobel Lecture: The Discovery of Electron Waves"](PDF). [[مؤسسة نوبل]]. مؤرشف من [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1937/davisson-lecture.pdf الأصل] (PDF) في 11 يونيو 2017. اطلع عليه بتاريخ 30 أغسطس 2008. {{استشهاد بويب |مسار=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1937/davisson-lecture.pdf |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20170611005933/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1937/davisson-lecture.pdf |تاريخ أرشيف=11 يونيو 2017 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

[[ملف:Orbital s1.png|تصغير|تعليق=سحابة زرقاء متناظرة تقل كثافتها كلما ابتعدت عن المركز|في ميكانيكا الكم يوصف [[مدار ذري|المدار الذري]] سلوك الإلكترون في الذرة، وهو توزيع الاحتمالات بدلا من المدار. ويشير النطاق المظلل في الرسم إلى الاحتمال النسبي «للعثور» على الإلكترون ذو طاقة معطاة حسب [[عدد كمي|الرقم الكمي]] عند تلك النقطة.]]
أدى نجاح فرضية دي بروي ب[[إرفين شرودنغر]] أن يصدر كتابه سنة 1926 والذي نجح أيضًا في وصف كيفية انتشار موجات الإلكترونات خلال معادلته المسماة [[معادلة شرودنغر]].<ref>
Schrödinger، Erwin (1926). "Quantisierung als Eigenwertproblem". ''Annalen der Physik''. 385 (13): 437–490. [[بيب كود|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1926AnP...385..437S/abstract 1926AnP...385..437S]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1002%2Fandp.19263851302 10.1002/andp.19263851302]. {{أيقونة ألمانية}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190603152411/http://adsabs.harvard.edu/abs/1926AnP...385..437S |date=3 يونيو 2019}}</ref> وبدلا من الرضوخ إلى حل يحدد موقع الإلكترون مع مرور الوقت، فإنه بالإمكان استخدام تلك المعادلة الموجية للافتراض باحتمالية العثور على إلكترون قريب من الموقع. سمي هذا التقريب لاحقًا باسم [[ميكانيكا الكم]]، التي اعطت اشتقاق قريب جدًا لحالات طاقة الإلكترون في ذرة الهيدروجين.<ref>Rigden، John S. (2003). [http://books.google.com/?id=FhFxn_lUvz0C&pg=PT66 ''Hydrogen'']. [[دار نشر جامعة هارفارد]]. صفحات&nbsp;59–86. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0674012526|0674012526]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=FhFxn_lUvz0C&pg=PT66&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=11 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200507171953/https://books.google.com/books?id=FhFxn_lUvz0C&pg=PT66&hl=en |تاريخ أرشيف=7 مايو 2020 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> فعندما يؤخذ بعين الاعتبار لف وتفاعل الإلكترونات المتعددة، فإن ميكانيكا الكم يمكنها بسهولة افتراض بترتيب إلكترونات الذرات ذات رقم ذري أعلى من الهيدروجين.<ref>Reed، Bruce Cameron (2007). [http://books.google.com/?id=4sluccbpwjsC&pg=PA275 ''Quantum Mechanics'']. [[Jones & Bartlett Publishers]]. صفحات&nbsp;275–350. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/0763744514|0763744514]]. {{استشهاد بويب|مسار=https://books.google.com/books?id=4sluccbpwjsC&pg=PA275&hl=en|عنوان=نسخة مؤرشفة|تاريخ الوصول=11 مايو 2020|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200427163846/https://books.google.com/books?id=4sluccbpwjsC&pg=PA275&hl=en|تاريخ أرشيف=27 أبريل 2020|حالة المسار=bot: unknown}}</ref>

في سنة 1928 وبناء على مبدأ ولفغانغ باولي فقد أنتج [[بول ديراك]] نموذجا للإلكترون وهي [[معادلة ديراك]] وتتفق مع [[مبدأ النسبية]] وذلك بتطبيق الاعتبارات النسبية والتماثل في صياغة [[هاملتوني (ميكانيكا الكم)|هاملتونية]] لميكانيكا الكم في المجال الكهرومغناطيسي.<ref>
Dirac، Paul A. M. (1928). "The Quantum Theory of the Electron". ''[[وقائع الجمعية الملكية]]''. 117 (778): 610–624. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1098%2Frspa.1928.0023 10.1098/rspa.1928.0023]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200511075158/https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.1928.0023 |date=11 مايو 2020}}</ref> ولكي يحل بعض المشاكل داخل معادلته النسبية فقد طور ديراك نموذجًا للفراغ وذلك سنة 1930 ووصفه بأنه بحر من الجسيمات ذات طاقة سلبية لانهاية لها، وقد أطلق عليها اسم [[بحر ديراك]]. وكان هذا أدى به ذلك إلى الافتراض بوجود جسيمات ال[[بوزيترون]]، وهي [[مادة مضادة|المادة المضادة]] النظيرة للإلكترون.<ref>Dirac، Paul A. M. (1933). [https://web.archive.org/web/20180809111420/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/dirac-lecture.pdf "Nobel Lecture: Theory of Electrons and Positrons"](PDF). [[مؤسسة نوبل]]. مؤرشف من [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/dirac-lecture.pdf الأصل] (PDF) في 09 أغسطس 2018. اطلع عليه بتاريخ 01 نوفمبر 2008. {{استشهاد بويب |مسار=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/dirac-lecture.pdf |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=23 مايو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20180809111420/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/dirac-lecture.pdf |تاريخ أرشيف=9 أغسطس 2018 |حالة المسار=bot: unknown | وصلة مكسورة = yes }}</ref> تلك الجسيمات قد اكتشفها [[كارل أندرسون]] سنة 1932، الذي اقترح بتسميتها الإلكترونات القياسية أو نيجاترون '''negatrons'''، حيث أنها مزيج من كلمتي الكترون ''electron'' وسلبي ''negative''. ولا يزال مصطلح نيجاترون يستخدم من حين لآخر، ويمكن اختصارها إلى نيجاتون 'negaton'{{يم}}.<ref>Kragh، Helge (2002). [http://books.google.com/?id=ELrFDIldlawC&pg=PA132 ''Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century'']. [[دار نشر جامعة برنستون]]. صفحة&nbsp;132. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0691095523|0691095523]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=ELrFDIldlawC&pg=PA132&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200806/https://books.google.com/books?id=ELrFDIldlawC&pg=PA132&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><ref>
Gaynor، Frank (1950). ''Concise Encyclopedia of Atomic Energy''. [[The Philosophical Library]]. صفحة&nbsp;117.</ref>

وفي سنة 1947 وجد [[ويليس لامب]] وبمساعدة أحد طلبته اسمه روبرت روثرفورد أن هناك فارق في حالات الكم لذرة الهيدروجين والتي من المفترض أن يكون لها نفس الطاقة والتي تغيرت حسب الرابطة التي بينهم، وسمي هذا الفرق ب[[انزياح لامب]]. وفي نفس الفترة تلك اكتشف [[بولي كارب كوش|كوش]] مع هنري فولي أن العزم المغناطيسي للإلكترون أعلى بقليل مما تنبأت به نظرية ديراك. وسمي هذا الفارق البسيط لاحقا باسم [[عزم مغناطيسي شاذ|العزم المغناطيسي الشاذ]] للإلكترون. ولحل تلك الإشكالات طور كلا من [[شينيتشيرو توموناغا|سين توموناجا]] و[[ريتشارد فاينمان]] و[[جوليان شفينجر]] في أواخر الأربعينيات تلك النظرية المنقحة والمسماة [[كهروديناميكا كمية|كهروديناميكا الكم]].<ref>
[https://web.archive.org/web/20180810190225/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/ "The Nobel Prize in Physics 1965"]. [[مؤسسة نوبل]]. مؤرشف من [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/ الأصل] في 10 أغسطس 2018. اطلع عليه بتاريخ 04 نوفمبر 2008. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180810190225/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/ |date=10 أغسطس 2018}}</ref>

=== معجلات الجسيمات ===
مع تطور [[مسرع جسيمات|معجل الجسيمات]] خلال النصف الأول من القرن العشرين، بدأ الفيزيائيون في الخوض وبعمق في خصائص [[جسيم دون ذري|الجسيمات دون الذرية]].<ref>
Panofsky، Wolfgang K. H. (1997). [https://web.archive.org/web/20160603171047/http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf "The Evolution of Particle Accelerators & Colliders"] (PDF). [[جامعة ستانفورد]]. مؤرشف من [http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf الأصل] (PDF) في 03 يونيو 2016. اطلع عليه بتاريخ 15 سبتمبر 2008. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160603171047/http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf |date=3 يونيو 2016}}</ref> وأول محاولة ناجحة لتسريع الالكترونات باستخدام [[تحريض كهرطيسي|الحث الكهرومغناطيسي]] كانت عن طريق جهاز [[بيتاترون]] الذي أنشأه [[دونالد وليام كيرست|دونالد كيرست]] سنة 1942. ووصلت طاقته الأولية حوالي&nbsp;MeV{{يم}}2.3 في حين وصلت طاقة البيتاترون التالية إلى 300&nbsp;MeV. ثم اكتشف [[إشعاع سنكروتروني|الإشعاع السنكروتروني]] سنة 1947 بطاقة 70&nbsp;MeV في شركة [[جنرال إلكتريك]]. وكانت عملية تسريع الإلكترونات والتي قاربت سرعتها من سرعة الضوء خلال مجال مغناطيسي هي السبب في ظهور هذا الإشعاع.<ref>
Elder، F. R.؛ Gurewitsch، A. M.؛ Langmuir، R. V.؛ Pollock، H. C. (1947). "Radiation from Electrons in a Synchrotron". ''Physical Review''. 71 (11): 829–830. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1103%2FPhysRev.71.829.5 10.1103/PhysRev.71.829.5]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200421172859/https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.71.829.5 |date=21 أبريل 2020}}</ref>

وفي سنة 1968 بدأ العمل ب[[أدون]] وهو أول [[مصادم]] جسيمات ذو شعاع طاقة عالي تساوي &nbsp;GeV{{يم}}1.5.<ref>Hoddeson، Lillian؛ Brown، Laurie؛ Riordan، Michael؛ Dresden، Max (1997). [http://books.google.com/?id=klLUs2XUmOkC&pg=PA25 ''The Rise of the Standard Model: Particle Physics in the 1960s and 1970s'']. [[مطبعة جامعة كامبريدج]]. صفحات&nbsp;25–26. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0521578167|0521578167]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=klLUs2XUmOkC&pg=PA25&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200758/https://books.google.com/books?id=klLUs2XUmOkC&pg=PA25&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وهو أداة لتسريع الإلكترونات والبوزيترونات باتجاهين متضادين، وذلك لمضاعفة الطاقة الفعالة من اصطدامهما عند مقارنة ضرب إلكترون بهدف ثابت.<ref>
Bernardini، Carlo (2004). "AdA: The First Electron–Positron Collider". ''Physics in Perspective''. 6 (2): 156–183. [[بيب كود|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004PhP.....6..156B/abstract 2004PhP.....6..156B]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1007%2Fs00016-003-0202-y 10.1007/s00016-003-0202-y]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190603152841/http://adsabs.harvard.edu/abs/2004PhP.....6..156B |date=3 يونيو 2019}}</ref> وخلال الفترة من 1989-2000 أعطى [[مصادم إلكترون-بوزيترون الكبير|مصادم الكترون-بوزيترون الكبير]] (LEP) في [[سيرن|سرن]] طاقة شعاع 209&nbsp;الكترون فولت وصنع قياسات مهمة [[نظرية النموذج المعياري|للنموذج القياسي]] لفيزياء الجسيمات.<ref>
[https://web.archive.org/web/20130213071348/http://public.web.cern.ch:80/public/en/research/LEPExp-en.html "Testing the Standard Model: The LEP experiments"]. CERN. 2008. مؤرشف من [http://public.web.cern.ch/PUBLIC/en/Research/LEPExp-en.html الأصل] في 13 فبراير 2013. اطلع عليه بتاريخ 15 سبتمبر 2008. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130213071348/http://public.web.cern.ch:80/public/en/research/LEPExp-en.html |date=13 فبراير 2013}}</ref><ref>
[https://cerncourier.com/a/lep-reaps-a-final-harvest/ "LEP reaps a final harvest"]. ''CERN Courier''. 2000. اطلع عليه بتاريخ 01 نوفمبر 2008. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170930222305/http://cerncourier.com/cws/article/cern/28335 |date=30 سبتمبر 2017}}</ref>

== خصائص الإلكترون ==
=== التصنيف ===
[[ملف:Standard Model of Elementary Particles ar.png|300بك|تصغير|تعليق=جدول يبين أرباع صفوف وأربع أعمدة، كل مربع يحتوي على معرف الجسيم|النموذج القياسي للجسيمات الأولية. الإلكترون في أسفل اليسار.]]
تنتمي الإلكترونات في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات إلى مجموعة من جسيمات دون ذرية تسمى [[لبتون (توضيح)|لبتونات]]، والتي تعتبر [[جسيم أولي|جسيمات أولية]] أو أساسية. فالإلكترونات هي أقل كتلة من أي جسيم لبتون مشحون (أو أي نوع من الجسيمات المشحونة كهربائيًا)، وتنتمي إلى [[جيل (فيزياء الجسيمات)|الجيل الأول]] من الجسيمات الأساسية.<ref>Frampton، Paul H. (2000). "Quarks and Leptons Beyond the Third Generation". ''Physics Reports''. 330: 263–348. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1016%2FS0370-1573%2899%2900095-2 10.1016/S0370-1573(99)00095-2]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200508185158/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0370157399000952 |date=8 مايو 2020}}</ref> ويحتوي الجيل الثاني والثالث على لبتونات مشحونة، ويتطابق [[ميوون|الميون]] و[[تاوون|التاو]] مع الإلكترون في الشحنة و[[لف (فيزياء)|اللف]] و[[قوة أساسية|التفاعلات]] ولكن كتلتها أكبر. فاللبتونات تختلف عن العنصر الأساسي الآخر في المادة وهو ال[[كوارك]] وذلك بافتقارها إلى [[تآثر قوي|التفاعل القوي]]. وينتمي أعضاء مجموعة اللبتون إلى ال[[فرميون]]ات لأن لديها لف مغزلي نصف عدد صحيح، فالإلكترون لديه لف مغزلي {{كسر مائل|1|2}}{{يم}}.<ref name="raith">Raith، Wilhelm (2001). ''Constituents of Matter: Atoms, Molecules, Nuclei and Particles''. CRC Press. صفحات&nbsp;777–781. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0849312027|0849312027]].</ref>

=== خصائص أساسية ===
تعادل [[كتلة ساكنة|الكتلة الساكنة]] للإلكترون تقريبا [[قيم أسية (كتلة)|{{val|9.109|e=-31}}]] [[كيلوغرام|كغم]]<ref name="CODATA"/>، أو {{val|5.489|e=-4}} [[وحدة كتل ذرية]]. على أساس مبدأ [[ألبرت أينشتاين|آينشتاين]] ل[[تكافؤ الكتلة والطاقة|تكافؤ المادة والطاقة]]، وتلك الكتلة تتوافق مع الطاقة الساكنة [[قيم أسية (طاقة)|0.511&nbsp;MeV]]. وكتلته تعادل تقريبا 1836/1 من كتلة البروتون.<ref name=nist_codata_mu>[https://web.archive.org/web/20190328001314/https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme "CODATA value: proton-electron mass ratio"]. 2006 CODATA recommended values. National Institute of Standards and Technology. مؤرشف من [http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme الأصل] في 28 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 18 يوليو 2009. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190328001314/https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme |date=28 مارس 2019}}</ref><ref>Zombeck، Martin V. (2007). [http://books.google.com/?id=tp_G85jm6IAC&pg=PA14 ''Handbook of Space Astronomy and Astrophysics''] (الطبعة 3rd). Cambridge University Press. صفحة&nbsp;14. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0521782422|0521782422]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=tp_G85jm6IAC&pg=PA14&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200832/https://books.google.com/books?id=tp_G85jm6IAC&pg=PA14&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وتبين القياسات الفلكية أن [[نسبة كتلة البروتون-الإلكترون]] هي نفس القيمة منذ نصف [[عمر الكون]]، كما هو المتوقع في النموذج القياسي.<ref>Murphy، Michael T.؛ Flambaum، VV؛ Muller، S؛ Henkel، C (2008-06-20). [https://science.sciencemag.org/content/320/5883/1611.abstract "Strong Limit on a Variable Proton-to-Electron Mass Ratio from Molecules in the Distant Universe"]. ''Science''. 320 (5883): 1611–1613. [[ببمد|PMID]]&nbsp;[//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18566280 18566280]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1126%2Fscience.1156352 10.1126/science.1156352]. اطلع عليه بتاريخ 03 سبتمبر 2008. {{استشهاد بويب |مسار=https://science.sciencemag.org/content/320/5883/1611.abstract |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=17 نوفمبر 2010 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20090620184242/http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/320/5883/1611 |تاريخ أرشيف=20 يونيو 2009 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

تعادل [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربائية]] للإكترونات {{val|-1.602|e=-19}} [[كولوم]]<ref name="CODATA">The original source for CODATA is = Mohr، = P.J.؛ = Taylor، = B.N.؛ = Newell، = D.B. (2006). "CODATA recommended values of the fundamental physical constants". ''[[Reviews of Modern Physics]]''. = 80: = 633–730. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1103/RevModPhys.80.633|10.1103/RevModPhys.80.633]].

: Individual physical constants from the CODATA are available at: [https://web.archive.org/web/20131014073417/http://physics.nist.gov:80/cuu "The NIST Reference on Constants, Units and Uncertainty"]. [[المعهد الوطني للمعايير والتقنية]]. مؤرشف من [http://physics.nist.gov/cuu/ الأصل] في 14 أكتوبر 2013. اطلع عليه بتاريخ 15 يناير 2009. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131014073417/http://physics.nist.gov:80/cuu|date=14 أكتوبر 2013}}</ref> الذي هو وحدة الشحن القياسية للجسيمات دون ذرية. ففي حدود دقة التجريبية فإن شحنة الإلكترون مطابقة ومعاكسة لشحنة البروتون.<ref>
= Zorn، = J.C.؛ = Chamberlain، = G.E.؛ = Hughes، = V.W. (1963). "Experimental Limits for the Electron-Proton Charge Difference and for the Charge of the Neutron". ''[[فيزيكال ريفيو]]''. = 129 (6): = 2566–2576. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1103%2FPhysRev.129.2566 10.1103/PhysRev.129.2566]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200508105924/https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.129.2566 |date=8 مايو 2020}}</ref> ويستخدم الرمز ''e'' ك[[شحنة أولية]] ويرمز الإلكترون عادة بالرمز {{جسيم دون ذري|electron}}، حيث الرمز ناقص يشير إلى شحنة سالبة. أما البوزيترون فيرمز {{جسيم دون ذري|positron}} لأن لها نفس خصائص الإلكترون لكنها موجبة الشحنة.<ref name="raith"/><ref name="CODATA"/>

للإلكترون [[زخم زاوي]] أو لف حقيقي {{كسر|1|2}}{{يم}}.<ref name="CODATA"/> وتحدد تلك الخاصية عند الإشارة إلى الإلكترون كجسيم [[لف ½|لف {{كسر|1|2}}]]{{يم}}.<ref name="raith"/> حجم اللف لتلك الجسيمات هو {{كسر|ħ|2}}.<ref name=Gupta2001>{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Gupta | الأول = M.C.
 | سنة = 2001
 | عنوان = Atomic and Molecular Spectroscopy
 | مسار = https://books.google.com/?id=0tIA1M6DiQIC&pg=PA81
 | صفحة = 81
 | ناشر = [[New Age Publishers]]
 | isbn = 978-81-224-1300-7
 | ref={{SfnRef|Gupta|2001}}
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200515200702/https://books.google.com/books?id=0tIA1M6DiQIC&pg=PA81&hl=en | تاريخ أرشيف = 15 مايو 2020 }}</ref><ref group="معلومة">يتم الحصول على هذا من رقم اللف الكمي خلال

: <math>\begin{alignat}{2}
 S & = \sqrt{s(s + 1)} \cdot \frac{h}{2\pi} \\
   & = \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar \\
\end{alignat}</math>
رقم الكم ''s'' = {{كسر مائل|1|2}}.<br />
أنظر: = Gupta، = M.C. (2001). [http://books.google.com/?id=0tIA1M6DiQIC&pg=PA81 ''Atomic and Molecular Spectroscopy'']. [[New Age Publishers]]. صفحة&nbsp;81. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/8122413005|8122413005]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200601200645/http://books.google.com/?id=0tIA1M6DiQIC&pg=PA81/|date=2020-06-01}}</ref> بينما نتيجة قياس [[إسقاط (هندسة)|إسقاط]] اللف حول أي محور لايكون إلا ±{{كسر|''ħ''|2}}. إضافة إلى اللف فإن الإلكترون له [[عزم الكتروني ثنائي مغناطيسي|عزم مغناطيسي]] فعلي على طول محور اللف.<ref name="CODATA"/> وهو يساوي واحد [[مغنطون بور]] تقريبا<ref name=Hanneke/>{{#tag:ref|مغنطون بور:
:<math>\textstyle\mu_B=\frac{e\hbar}{2m_e}.</math>|group="معلومة"}}، وهو ثابت فيزيائي يساوي {{val|9.27400915|(23)|e=-24|u=[[جول]] لكل [[تسلا (وحدة)|تسلا]]}}.<ref name="CODATA"/> فحسب زخم الإلكترون يحدد اتجاه اللف خاصية الجسيمات الأولية المعروفة باسم [[حلزونية (فيزياء الجسيمات)|الحلزونية]].<ref name="anastopoulos">= Anastopoulos، = C. (2008). [http://books.google.com/?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA261 ''Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics'']. [[دار نشر جامعة برنستون]]. صفحات&nbsp;261–262. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0691135126|0691135126]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA261&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200628/https://books.google.com/books?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA261&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

لا يوجد للإلكترون بنية تفصيلية معروفة.<ref name="prl50">= Eichten، = E.J.؛ = Peskin، = M.E.؛ = Peskin، = M. (1983). "New Tests for Quark and Lepton Substructure". ''[[Physical Review Letters]]''. = 50 (= 11): 811–814. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1103/PhysRevLett.50.811|10.1103/PhysRevLett.50.811]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.50.811 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=10 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200510152058/https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.50.811 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><ref>= Gabrielse، = G.; ''et al.'' (2006). "New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron ''g'' Value and QED". ''[[Physical Review Letters]]''. = 97: = 030802(1–4). [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1103/PhysRevLett.97.030802|10.1103/PhysRevLett.97.030802]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.97.030802 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=11 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200511121117/https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.97.030802 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> لذا فهو يعّرف أو يوصف بأنه [[جسيم نقطي]] ذو شحنة نقطية ولا يوجد له حيز مكاني.<ref name="curtis74">= Curtis، = L.J. (2003). [http://books.google.com/?id=KmwCsuvxClAC&pg=PA74 ''Atomic Structure and Lifetimes: A Conceptual Approach'']. [[مطبعة جامعة كامبريدج]]. صفحة&nbsp;74. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0521536359|0521536359]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=KmwCsuvxClAC&pg=PA74&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200633/https://books.google.com/books?id=KmwCsuvxClAC&pg=PA74&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> فقد لوحظ أن الحد الأعلى لنصف قطر الكترون مفرد في [[فخ بينينج|مصيدة بنينغ]] هو 10<sup>−22</sup> متر.<ref>= Dehmelt، = H. (1988). "A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius". ''[[Physica Scripta]]''. = T22: = 102–110. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1088/0031-8949/1988/T22/016|10.1088/0031-8949/1988/T22/016]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://hkvalidate.perfdrive.com/captcha?ssa=f63cf4e5-e42e-4483-a64b-cc9f2949da90&ssb=ggf3healagbdakdk26bldmbl4&ssc=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/1988/T22/016&ssd=585551969103633&sse=pc@pjfigcbddgi@&ssf=a8a737399c16a0a72cbf9903c39b581092685ac4&ssg=8a03a020-c3a9-49ed-b6a2-1e080cd58a66&ssh=63e55d91-f65a-4355-9b78-ce8e64a82fa9&ssi=74e67c6f-8427-4f93-a2ed-e0a803a1b2cd&ssj=ce1c22e4-d67c-45e5-9a32-2a6f1d24194d&ssk=support@shieldsquare.com&ssl=514157944371&ssm=65037941600233830105305534274489&ssn=6ed3d0f372821965bdde53f79159466458b62fe3fc1e-cd7b-4afb-8cd505&sso=9fdf564a-43b873870a4afa602bb1bcd9f1e6b7db4e9c7317a5a664bf&ssp=57739803171589173065158919658054314&ssq=83375089238968099853592389554978276302139&ssr=MjA3LjI0MS4yMjcuMTA1&sss=Mozilla/5.0%20(compatible;%20Yahoo!%20Slurp;%20http://help.yahoo.com/help/us/ysearch/slurp)&sst=Mozilla/5.0%20(Windows%20NT%2010.0;%20Win64;%20x64)%20AppleWebKit/537.36%20(KHTML,%20like%20Gecko)%20Chrome/74.0.3729.169%20Safari/537.36&ssu=Mozilla/4.0%20(compatible;%20MSIE%208.0;%20Windows%20NT%206.1)%20Gecko/20100101%20Firefox/39.0&ssv=q4o1nmqllqmtrmv&ssw=&ssx=974616656330921&ssy=nhkldkpekklpfkepmpbpeegabmebeomdfdongfhk&ssz=e3a366f7b2823bc |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=11 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200511101949/https://hkvalidate.perfdrive.com/captcha?ssa=f63cf4e5-e42e-4483-a64b-cc9f2949da90&ssb=ggf3healagbdakdk26bldmbl4&ssc=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/1988/T22/016&ssd=585551969103633&sse=pc@pjfigcbddgi@&ssf=a8a737399c16a0a72cbf9903c39b581092685ac4&ssg=8a03a020-c3a9-49ed-b6a2-1e080cd58a66&ssh=63e55d91-f65a-4355-9b78-ce8e64a82fa9&ssi=74e67c6f-8427-4f93-a2ed-e0a803a1b2cd&ssj=ce1c22e4-d67c-45e5-9a32-2a6f1d24194d&ssk=support@shieldsquare.com&ssl=514157944371&ssm=65037941600233830105305534274489&ssn=6ed3d0f372821965bdde53f79159466458b62fe3fc1e-cd7b-4afb-8cd505&sso=9fdf564a-43b873870a4afa602bb1bcd9f1e6b7db4e9c7317a5a664bf&ssp=57739803171589173065158919658054314&ssq=83375089238968099853592389554978276302139&ssr=MjA3LjI0MS4yMjcuMTA1&sss=Mozilla/5.0%20(compatible;%20Yahoo!%20Slurp;%20http://help.yahoo.com/help/us/ysearch/slurp)&sst=Mozilla/5.0%20(Windows%20NT%2010.0;%20Win64;%20x64)%20AppleWebKit/537.36%20(KHTML,%20like%20Gecko)%20Chrome/74.0.3729.169%20Safari/537.36&ssu=Mozilla/4.0%20(compatible;%20MSIE%208.0;%20Windows%20NT%206.1)%20Gecko/20100101%20Firefox/39.0&ssv=q4o1nmqllqmtrmv&ssw=&ssx=974616656330921&ssy=nhkldkpekklpfkepmpbpeegabmebeomdfdongfhk&ssz=e3a366f7b2823bc |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> بينما قيمة ثابت [[نصف قطر تقليدي للإلكترون]] الفيزيائي هو {{val|2.8179|e=-15|u=m}} وهذا أعلى بكثير من القيمة السابقة. لكن قيمة المصطلح جاءت من عملية حسابية مبسطة لشحنة الإلكترون بواسطة [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] ومتجاهلة تأثيرات [[ميكانيكا الكم]] (أي أنه تصور قديم ولكنه مع ذلك لايزال يصلح للاستخدام في الحسابات). وإن كان في الواقع لا توجد علاقة بما يسمى نصف قطر تقليدي للإلكترون مع البنية الأساسية الحقيقية للإلكترون.<ref>
= Meschede، = D. (2004). [http://books.google.com/?id=PLISLfBLcmgC&pg=PA168 ''Optics, light and lasers: The Practical Approach to Modern Aspects of Photonics and Laser Physics'']. [[Wiley-VCH]]. صفحة&nbsp;168. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/3527403647|3527403647]]. {{وصلة مكسورة|تاريخ= يونيو 2019 |bot=JarBot}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200515200736/http://books.google.com/?id=PLISLfBLcmgC&pg=PA168 |date=15 مايو 2020}}</ref><ref group="معلومة">يشتق نصف قطر الإلكترون التقليدي على النحو التالي. لنفترض أن شحنة الإلكترون تنتشر بانتظام خلال مجال كروي. حيث بإمكان الجزء الواحد من المجال أن يصد الأجزاء الأخرى لذا فالمجال يتكون من طاقة كهروستاتيكية كامنة. بافتراض أن تلك الطاقة تعادل [[كتلة ساكنة|الطاقة الساكنة]] الإلكترون والتي يحددها [[النسبية الخاصة]](''E''&nbsp;=&nbsp;''mc''<sup>2</sup>).<br />
ومن النظرية [[كهرسكونيات|الكهروستاتيكية]] فإن [[طاقة وضع|طاقة الوضع]] للمجال الكروي عند نصف القطر ''r'' وشحنة ''e'' تكون كالتالي:
:<math>E_{\mathrm p} = \frac{e^2}{8\pi \varepsilon_0 r},</math>
حيث ''ε''<sub>0</sub> هي [[سماحية الفراغ]]، وللإلكترون حيث الكتلة الساكنة ''m''<sub>0</sub>، فإن الطاقة الساكنة تساوي:
:<math>\textstyle E_{\mathrm p} = m_0 c^2,</math>
حيث ''c'' هي سرعة الضوء في الفراغ. ووضعها على مساوية وحل ل ''r'' بحيث تعطي نصف قطر الإلكترون التقليدي.<br />
انظر: = Haken، = H.؛ = Wolf، = H.C.؛ = Brewer، = W.D. (2005). [http://books.google.com/?id=SPrAMy8glocC&pg=PA70 ''The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory'']. [[شبرينغر|سبرنجر]]. صفحة&nbsp;70. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/3540672745|3540672745]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200601200646/http://books.google.com/?id=SPrAMy8glocC&pg=PA70/|date=2020-06-01}}</ref>

هناك [[جسيم أولي|جسيمات أولية]] [[اضمحلال الجسيمات|تضمحل]] تلقائيا إلى جسيمات أقل ضخامة. مثال على ذلك [[ميوون|الميوون]] الذي يضمحل إلى إلكترون و[[نيوترينو|نيترينو]] و[[نيوترينو#نقيض النيوترينو|نقيض النيترينو]] و[[تضاؤل أسي#متوسط العمر|بمتوسط العمر]] {{val|2.2|e=-6}} ثانية. ومع ذلك فإنه يعتقد أن الإلكترون يكون مستقرا على أسس نظرية: فالإلكترون هو أقل الجسيمات الضخمة ذات شحنة لاصفرية، لذلك فإضمحلالها ينتهك [[قانون حفظ الشحنة|قانون بقاء الشحنة]].<ref>= Steinberg، = R.I.; ''et al.'' (1999). "Experimental test of charge conservation and the stability of the electron". ''[[فيزيكال ريفيو]]''. = 61 (2): = 2582–2586. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1103%2FPhysRevD.12.2582 10.1103/PhysRevD.12.2582]. {{استشهاد بويب |مسار=https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.12.2582 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=11 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200510205941/https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.12.2582 |تاريخ أرشيف=10 مايو 2020 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> ويعتبر الحد الأدنى التجريبي لمتوسط عمر الإلكترون <sup>26</sup>10x4.6 سنة بمستوى ثقة يقدر ب 90 ٪.<ref>= Yao، = W.-M. (2006). "Review of Particle Physics". ''[[Journal of Physics G]]''. = 33 (1): = 77–115. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1088/0954-3899/33/1/001|10.1088/0954-3899/33/1/001]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0954-3899/33/1/001 |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=5 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200505040922/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0954-3899/33/1/001 |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

=== خصائص الكم ===
بإمكان الإلكترونات أن تكون موجات كما هو حال جميع الجسيمات. وهذا ما يسمى [[ازدواجية موجة جسيم|ازدواجية موجة-جسيم]] ويمكن برهنة ذلك باستخدام [[تجربة الشق المزدوج]]. فطبيعة شبيه-الموجة للإلكترون يسمح لها بالمرور خلال شقين متوازيين في نفس وقت وليس من شق واحد كما هو بالنسبة للجسيمات التقليدية. ويمكن وصف خاصية شبيه الموجة للجسيم رياضيا في ميكانيكا الكم بوصفها دالة ذات قيمة [[عدد مركب|مركبة]]، وترمز [[دالة موجية|الدالة الموجية]] عادة بالحرف اليوناني (ψ){{يم}} psi. فعندما تكون [[قيمة مطلقة#قيمة مطلقة لعدد مركب|القيمة المطلقة]] لتلك الدالة في حالة [[مربع (جبر)|تربيع]] فأنه يعطي احتمال بأن الجسيم سيكون مرصودا بالقرب من [[دالة الكثافة الاحتمالية|كثافة احتمالية]].<ref name="munowitz"><cite id="refMunowitz2005">
= Munowitz، = M. (2005). [http://books.google.com/?id=IjVtDc85CYwC&pg=PA162 ''Knowing, The Nature of Physical Law'']. [[دار نشر جامعة أكسفورد|مطبعة جامعة أكسفورد]]. صفحات&nbsp;162–218. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0-19-516737-6|0-19-516737-6]].</cite> {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200601200646/http://books.google.com/?id=IjVtDc85CYwC&pg=PA162/|date=2020-06-01}}</ref>

[[ملف:Asymmetricwave2.png|يسار|تصغير|alt=إسقاط ثلاثي الأبعاد لخريطة ثنائية الأبعاد. هناك تلال متماثلة خلال محور واحد ووديان متماثلة خلال المحور الآخر، مما يعطي تقريبا شكل السرج|مثال لدالة موجية غير متماثلة في حالة الكم [[جسيم في صندوق|لفرميونين في علبة ثنائية الابعاد]]. فإن تبادلت الجسيمات مواقعها، فإن فرميونات دالة الموجة ستقلب إشاراتها.]]
الإلكترونات هي [[جسيمات متماثلة]] بحيث لا يمكن تمييز بعضها البعض عن طريق الخصائص الفيزيائية الفعلية. وهذا يعني في ميكانيكا الكم أنه عند تفاعل زوج من الالكترونات فيجب أن تكون قادرة على تبديل المواقع بدون تغيير مهم لحالة النظام. فالدالة الموجية للفرميونات (بما فيها الإلكترونات) هي غير متماثلة، بمعنى أنه إشاراتها ستتغير عند مبادلة إلكترونين مواقعهم، وهذا هو {{بداية لا لف}}''ψ''(''r''<sub>1</sub>, ''r''<sub>2</sub>) = −''ψ''(''r''<sub>2</sub>, ''r''<sub>1</sub>){{نهاية لا لف}} حيث المتغيرات ''r''<sub>1</sub> و''r''<sub>2</sub> تتوافق مع الإلكترون الأول والثاني على التوالي. وحيث أن القيمة المطلقة لا تتغير بمبادلة الرموز وهذا يتوافق مع تساوي الاحتمالات. وعوضا عن ذلك فإن [[بوزون|البوزونات]] كالفوتون لها وظائف متماثلة.<ref name="مولد تلقائيا1">
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Munowitz | الأول = M.
 | سنة = 2005
 | عنوان = Knowing the Nature of Physical Law
 | مسار = https://archive.org/details/knowingnatureofp0000muno
 | التسجيل = registration | صفحة = [https://archive.org/details/knowingnatureofp0000muno/page/162 162] | ناشر = Oxford University Press
 | isbn = 978-0-19-516737-5
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200514053341/https://archive.org/details/knowingnatureofp0000muno | تاريخ أرشيف = 14 مايو 2020 }}</ref>

في حالة التناظر المضاد فإن حلول معادلة الموجة للإلكترونات المتفاعلة تؤدي إلى احتمالية الصفر بحيث كل زوج سيشغل نفس المكان أو الحالة. وتلك هي المسؤولة عن [[مبدأ استبعاد باولي]] الذي يمنع أي زوج من الإلكترونات بشغل نفس مستوي الطاقة (الكمومي) في الذرة. هذا المبدأ يفسر العديد من خصائص الالكترونات. مثال على ذلك: إنه يشغل الإلكترونات في مستويات طاقة مختلفة بالذرة مكونة [[مدار ذري|مدارات]] حول نواة الذرة، بدلا من أن يتداخل بعضها البعض في نفس المدار. ويمكن أن يشغل إلكترونان نفس المستوى من الطاقة في مدار الذرة بشرط أن يكون اتجاه عدد كم مغزلي لأحدهما +1/2 (أي علوي)، أما الآخر فيكون عدده الكمومي المغزلي -1/2 (أي سفلي).<ref name="مولد تلقائيا1" />
{{-}}

=== جسيم افتراضي ===
{{مفصلة|جسيم افتراضي}}
يعتقد الفيزيائيون بأن الفراغ ينتج باستمرار أزواج من الجسيمات الافتراضية مثل البوزيترون والإلكترون والتي سرعان [[إفناء|ماتفني]] بعضها البعض بعدها بوقت قصير.<ref>
Kane، G. (October 9, 2006). [https://www.scientificamerican.com/article/are-virtual-particles-rea/ "Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? Or are they merely a mathematical bookkeeping device for quantum mechanics?"]. [[مجلة العلوم الأمريكية|ساينتفك أمريكان]]. اطلع عليه بتاريخ 19 سبتمبر 2008. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200515200715/http://www.scientificamerican.com/article/are-virtual-particles-rea/ |date=15 مايو 2020}}</ref> فالتمازج في تفاوت الطاقة يحتاج إلى خلق تلك الجسيمات، وخلال الوقت التي تظهر فيه فإنها تندرج تحت حد الاكتشاف يفسر عنها [[مبدأ الريبة|علاقة هايزنبرغ الغامضة]]، Δ''E''&nbsp;·&nbsp;Δ''t''&nbsp;≥&nbsp;''ħ''. بالواقع بإمكان استعارة الطاقة اللازمة لخلق تلك الجسيمات الافتراضية Δ''E'' من [[فراغ كمي|فراغ]] لفترة زمنية Δ''t''، بحيث ناتجها ليس أكثر من [[ثابت بلانك|انخفاض ثابت بلانك]] {{بدون لف|''ħ'' ≈ {{val|6.6|e=-16|u=eV·s}}}} وبالتالي فإن زمن الإلكترون الافتراضي Δ''t'' يكون في أقصى حد وهو {{val|1.3|e=-21|u=ث}}.<ref name="taylor">Taylor، J. (1989). "Gauge Theories in Particle Physics". In Davies, Paul. [http://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA464 ''The New Physics'']. [[مطبعة جامعة كامبريدج]]. صفحة&nbsp;464. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:BookSources/0-521-43831-4|0-521-43831-4]]. {{استشهاد بويب |مسار=https://books.google.com/books?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA464&hl=en |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=30 مايو 2020 |تاريخ أرشيف=15 مايو 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200711/https://books.google.com/books?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA464&hl=en |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>

[[ملف:Virtual pairs near electron.png|يسار|تصغير|alt=جسيم كروي مع علامة السلب في أسفل اليسار يرمز للإلكترون، بينما أزواج من الأجسام الكروية بها علامة السالب والموجب فترمز للجسيمات الافتراضية|تصوير تخطيطي لأزواج إلكترون-بوزيترون الافتراضية التي تظهر عشوائيا قرب الإلكترون (في أسفل اليسار)]]
عندما يظهر زوج إلكترون-بوزيترون الافتراضي فإن [[قانون كولوم|قوة كولوم]] [[حقل كهربائي|للحقل الكهربائي]] المحيط بالإلكترون تسبب بنشئة البوزيترون لتنجذب للإلكترون الأصلي، في حين ينفر عنها الإلكترون الناشئ. وتسبب تلك مايسمى {{وإو|لغ=en|تر=vacuum polarization|عر=استقطاب فراغي}}. ونلاحظ هنا أن الفراغ يتصرف كوسط به [[ثابت العازل|سماحية عزل]] أكثر من وحدة العزل. وبالتالي فشحنة الإلكترون المؤثرة هي فعليا أصغر من قيمته الحقيقية، لذا فالشحنة تقل كلما ابتعدت عن الإلكترون.<ref name="genz">
Genz، H. (2001). ''Nothingness: The Science of Empty Space''. [[Da Capo Press]]. صفحات&nbsp;241–243, 245–247. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/0-7382-0610-5|0-7382-0610-5]].</ref><ref>
Gribbin، J. (January 25, 1997). [https://web.archive.org/web/20150211085433/http://www.newscientist.com/article/mg15320662.300-science--more-to-electrons-than-meets-the-eye.html "More to electrons than meets the eye"]. مؤرشف من [http://www.newscientist.com/article/mg15320662.300-science--more-to-electrons-than-meets-the-eye.html الأصل] في 11 فبراير 2015. اطلع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2008. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150211085433/http://www.newscientist.com/article/mg15320662.300-science--more-to-electrons-than-meets-the-eye.html |date=11 فبراير 2015}}</ref> وأكد هذا الاستقطاب تجريبيا سنة 1997 باستخدام معجل الجسيمات الياباني [[كيك بي (معجل جسيمات)|كيك بي]].<ref>Levine، I.; ''et al.'' (1997). "Measurement of the Electromagnetic Coupling at Large Momentum Transfer". ''[[Physical Review Letters]]''. 78: 424–427. [[بيب كود|Bibcode]]:[[bibcode:1997PhRvL..78..424L|1997PhRvL..78..424L]]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1103/PhysRevLett.78.424|10.1103/PhysRevLett.78.424]]. {{استشهاد بويب |مسار=http://adsabs.harvard.edu/abs/1997PhRvL..78..424L |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=25 يونيو 2019 |تاريخ أرشيف=3 يونيو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190603155529/http://adsabs.harvard.edu/abs/1997PhRvL..78..424L |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وتسبب الجسيمات الافتراضية لكتلة الإلكترون [[تأثير الحجب]] مشابه.<ref>
{{استشهاد بمنشورات مؤتمر
 | الأخير = Murayama | الأول = H.
 | تاريخ = March 10–17, 2006
 | عنوان = Supersymmetry Breaking Made Easy, Viable and Generic
 | محرر = 
 | عنوان الكتاب = Proceedings of the XLIInd Rencontres de Moriond on Electroweak Interactions and Unified Theories
 | مكان = La Thuile, Italy
 | arxiv = 0709.3041
}}—lists a 9% mass difference for an electron that is the size of the [[طول بلانك]].</ref>

التفاعل مع الجسيمات الافتراضية يفسر أيضا الانحراف البسيط (حوالي 0.1 ٪) للعزم المغناطيسي الحقيقي للإلكترون من [[مغنطون بور]] ([[عزم مغناطيسي شاذ|العزم المغناطيسي الشاذ]]).<ref name="Hanneke">Odom، B.; ''et al.'' (2006). "New Measurement of the Electron Magnetic Moment Using a One-Electron Quantum Cyclotron". ''[[Physical Review Letters]]''. 97: 030801. [[بيب كود|Bibcode]]:[[bibcode:2006PhRvL..97c0801O|2006PhRvL..97c0801O]]. [[ببمد|PMID]]&nbsp;[//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16907490 16907490]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1103/PhysRevLett.97.030801|10.1103/PhysRevLett.97.030801]]. {{استشهاد بويب |مسار=http://adsabs.harvard.edu/abs/2006PhRvL..97c0801O |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=25 يونيو 2019 |تاريخ أرشيف=3 يونيو 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190603155610/http://adsabs.harvard.edu/abs/2006PhRvL..97c0801O |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><ref>
Schwinger، J. (1948). "On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron". ''[[فيزيكال ريفيو]]''. 73 (4): 416–417. [[بيب كود|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1948PhRv...73..416S/abstract 1948PhRv...73..416S]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1103%2FPhysRev.73.416 10.1103/PhysRev.73.416]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190603155624/http://adsabs.harvard.edu/abs/1948PhRv...73..416S |date=3 يونيو 2019}}</ref> التوافق الدقيق للغاية لهذا الاختلاف المتوقع مع تحديد قيمة تجريبية يعتبر واحدا من أهم الإنجازات العظيمة ل[[كهروديناميكا كمية|إلكتروديناميكا كمية]].<ref>Huang، K. (2007). [http://books.google.com/?id=q-CIFHpHxfEC&pg=PA123 ''Fundamental Forces of Nature: The Story of Gauge Fields'']. [[World Scientific]]. صفحات&nbsp;123–125. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/981-270-645-3|981-270-645-3]]. {{استشهاد بويب|مسار=https://books.google.com/books?id=q-CIFHpHxfEC&pg=PA123&hl=en|عنوان=نسخة مؤرشفة|تاريخ الوصول=30 مايو 2020|تاريخ أرشيف=15 مايو 2020|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200802/https://books.google.com/books?id=q-CIFHpHxfEC&pg=PA123&hl=en|حالة المسار=bot: unknown}}</ref>

في [[فيزياء تقليدية|الفيزياء الكلاسيكية]] يعتمد كلا من الزخم الزاوي والعزم المغناطيسي للجسم على أبعاده المادية. لذا فإنه لا يتجانس مع تلك الخصائص أن يأخذ مفهوم إلكترون عديم الأبعاد حيزا فيها. ولكن هذا التناقض الواضح يمكن تفسيره من [[جسيم افتراضي|فوتونات افتراضية]] تكونت في الحقل الكهربائي الناتج من الإلكترون. فتسبب تلك الفوتونات بالإلكترون أن يزاح بطريقة شديدة الهيجان<ref>
Foldy، L.L.؛ Wouthuysen، S. (1950). "On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and Its Non-Relativistic Limit". ''[[فيزيكال ريفيو]]''. 78: 29–36. [[بيب كود|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1950PhRv...78...29F/abstract 1950PhRv...78...29F]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[//doi.org/10.1103%2FPhysRev.78.29 10.1103/PhysRev.78.29]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190603155631/http://adsabs.harvard.edu/abs/1950PhRv...78...29F |date=3 يونيو 2019}}</ref>، فينشأ عنه حركة دائرية صافية مع [[مبادرة (حركة)|ابتدار]]. فينتج عن تلك الحركة كلا من [[لف (فيزياء)|اللف]] والعزم المغناطيسي للإلكترون.<ref name="curtis74"/><ref>Sidharth، B.G. (2008). "Revisiting Zitterbewegung". ''[[International Journal of Theoretical Physics]]''. 48: 497–506. [[بيب كود|Bibcode]]:[[bibcode:2009IJTP...48..497S|2009IJTP...48..497S]]. [[أرخايف|arXiv]]:[//arxiv.org/abs/0806.0985 0806.0985][[ملف:Lock-green.svg|وصلة=|بديل=Freely accessible|14x14بك|يمكن الوصول إليها بحرية]]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1007/s10773-008-9825-8|10.1007/s10773-008-9825-8]]. {{استشهاد بويب|مسار=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2009IJTP...48..497S/abstract|عنوان=نسخة مؤرشفة|تاريخ الوصول=25 يونيو 2019|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190603155628/http://adsabs.harvard.edu/abs/2009IJTP...48..497S|تاريخ أرشيف=3 يونيو 2019|حالة المسار=bot: unknown}}</ref> ويفسر إنتاج تلك الفوتونات الافتراضية في الذرات ظاهرة [[انزياح لامب]] التي لوحظت في [[خط طيفي|خطوط الطيف]].<ref name="genz"/>

=== التفاعل ===
يولد الإلكترون مجالا كهربائيا بحيث يمارس فيه قوة جذب على الجسيمات موجبة الشحنة كالبروتون وقوة طرد على الجسيمات سلبية الشحنة. ويحدد [[قانون كولوم]] العكسي مع مربع المسافة قوام تلك القوة.<ref>
Elliott، R.S. (1978). [https://ieeexplore.ieee.org/document/3600/;jsessionid=sKfdvQj8rylNkV4QFwoG-CsUpEMDkkMq5G78PMOgWYtdhWgOKQv3!-1044746521 "The History of Electromagnetics as Hertz Would Have Known It"]. ''[[IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques]]''. 36 (5): 806–823. [[بيب كود|Bibcode]]:[http://adsabs.harvard.edu/abs/1988ITMTT..36..806E 1988ITMTT..36..806E]. [[معرف الغرض الرقمي|doi]]:[[doi:10.1109/22.3600|10.1109/22.3600]]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181005105350/http://adsabs.harvard.edu/abs/1988ITMTT..36..806E|date=5 أكتوبر 2018}}</ref> فعندما يكون الإلكترون في حالة حركة فإنه يولد [[حقل مغناطيسي|مجالا مغناطيسيا]].<ref name="munowitz140">[[#refMunowitz2005|Munowitz (2005:140).]]</ref> ويربط [[قانون أمبير|قانون أمبير-ماكسويل]] المجال المغناطيسي بحركة كتلة الإلكترون ([[تيار كهربائي|التيار]])، فخاصية الحث تلك تعطي مجالا مغناطيسيا كي يعمل [[محرك كهربائي|المحرك الكهربائي]].<ref>Crowell، B. (2000). [http://books.google.com/?id=s9QWZNfnz1oC&pg=PT129 ''Electricity and Magnetism'']. [[Light and Matter]]. صفحات&nbsp;129–152. [[النظام القياسي الدولي لترقيم الكتب|ISBN]]&nbsp;[[خاص:مصادر كتاب/0-9704670-4-4|0-9704670-4-4]]. {{استشهاد بويب|مسار=https://books.google.com/books?id=s9QWZNfnz1oC&pg=PT129&hl=en|عنوان=نسخة مؤرشفة|تاريخ الوصول=30 مايو 2020|تاريخ أرشيف=15 مايو 2020|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200515200745/https://books.google.com/books?id=s9QWZNfnz1oC&pg=PT129&hl=en|حالة المسار=bot: unknown}}</ref> ويعبر قانون {{وإو|لغ=en|تر=Liénard–Wiechert potential|عر=كمون لينارد - فيشرت}} عن المجال الكهرومغناطيسي لحركة الجسيمات العشوائي، ويعطي القانون قراءة صحيحة حتى عندما تقارب سرعة الجسيمات من سرعة الضوء ([[النسبية الخاصة|النسبية]]).
[[ملف:Lorentz force.svg|يسار|تصغير|alt=رسم بياني به أقواس وهو شكل حركة الجسيمات المشحونة|جسيم بشحنة ''q'' (يسار) يتحرك بسرعة ''v'' خلال المجال المغناطيسي ''B'' الذي يكون موجها نحو اليمين. فإن كانت شحنة الإلكترون ''q'' سلبية فإن مسارها ينحني نحو الأعلى.]]
يخضع الإلكترون ل[[قوة لورنتس|قوة لورنتز]] عندما يتحرك داخل مجال مغناطيسي فيمارس عليه تأثيرا عموديا على مساره الذي حدده المجال المغناطيسي وسرعة الإلكترون. وتوجه [[قوة جذب مركزي|قوة الجذب]] تلك الإلكترون بأن ينحو [[لولب (توضيح)|بمسار حلزوني]] خلال حقل في دائرة يسمى نصف قطرها باسم نصف قطر الجيرو (gyroradius). يحرض هذا التسارع من حركة التقوس الإلكترون بأن يشع طاقة على شكل [[إشعاع سنكروتروني]].<ref>[[#refMunowitz2005|Munowitz (2005:160).]]</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Mahadevan | الأول = R.
 | الأخير2 = Narayan | الأول2 = R.
 | الأخير3 = Yi | الأول3 = I.
 | سنة = 1996
 | عنوان = Harmony in Electrons: Cyclotron and Synchrotron Emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field
 | صحيفة = [[المجلة الفيزيائية الفلكية]]
 | المجلد = 465 | صفحات = 327–337
 | arxiv = astro-ph/9601073
 | doi = 10.1086/177422 | bibcode=1996ApJ...465..327M
}}</ref><ref group="معلومة">ويطلق أحيانا على إشعاع الإلكترونات غير النسبية الإلكترونات [[إشعاع سيكلوتروني]].</ref> وتسبب انبعاث الطاقة بدورها في ارتداد الإلكترون والمعروفة باسم [[قوة لورنتز-أبراهام-ديراك]] مما يخلق احتكاكا يبطئ الإلكترون. وسبب تلك القوة هو التفاعل العكسي لمجال الإلكترون على ذاته.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Rohrlich | الأول = F.
 | سنة = 1999 
 | عنوان = The Self-Force and Radiation Reaction
 | صحيفة = [[المجلة الأمريكية للفيزياء]]
 | المجلد = 68 | العدد = 12 | صفحات = 1109–1112
 | doi = 10.1119/1.1286430
|bibcode = 2000AmJPh..68.1109R}}</ref>

في ال[[كهروديناميكا كمية]] يكون التفاعل الكهرومغناطيسي بين الجسيمات عن طريق الفوتونات. فالإلكترون المعزول الذي لا يتسارع يكون غير قادر على بث أو امتصاص فوتون الحقيقي؛ فالقيام بهذا قد ينتهك [[حفظ الطاقة (فيزياء)|الحفاظ على الطاقة]] و[[زخم الحركة|الزخم]]. وبدلا من ذلك يمكن للفوتونات الافتراضية نقل الزخم بين جسيمين مشحونين. وتبادل الفوتونات الافتراضية هذا هو الذي يولد قوة كولوم.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Georgi | الأول = H.
 | سنة = 1989
 | الفصل = Grand Unified Theories
 | محرر = Davies, Paul
 | عنوان = The New Physics
 | مسار = http://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA427
 | صفحة = 427
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | الرقم المعياري = 0-521-43831-4
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162306/http://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA427|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref> وتحصل طاقة الانبعاثات عندما يحيد إلكترون متحرك بسبب جسيم مشحون كالبروتون. فنتيجة تسارع الإلكترون هو انبعاث [[أشعة انكباح]]<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Blumenthal | الأول = G.J.
 | الأخير2 = Gould | الأول2 = R.
 | سنة = 1970
 | عنوان = Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation, and Compton Scattering of High-Energy Electrons Traversing Dilute Gases
 | صحيفة = [[Reviews of Modern Physics]]
 | المجلد = 42 | صفحات = 237–270
 | doi = 10.1103/RevModPhys.42.237
| bibcode=1970RvMP...42..237B
}}</ref>
[[ملف:Bremsstrahlung.svg|تصغير|يمين|alt=منحنى يبين حركة الإلكترون، النقطة الحمراء تظهر النواة، والخط المتموج هو فوتون منبعث|هنا، تستخلص الأشعة الانكباحية بواسطة إلكترون ''e'' منحرف بسبب المجال الكهربائي لنواة الذرة. فالتغيير في الطاقة ''E''<sub>2</sub>&nbsp;−&nbsp;''E''<sub>1</sub> يحدد تردد الفوتون المنبعث ''f''.]]
يسمى الاصطدام المرن بين فوتون (الضوء) والكترون منفرد (حر) باسم [[ظاهرة كومبتون|تأثير كومبتون]]. نتائج هذا الاصطدام هو نقل الزخم والطاقة بين الجسيمات فيتعدل الطول الموجي للفوتون بمقدار يسمى [[ظاهرة كومبتون|انزياح كومبتون]]<ref group="معلومة">يعتمد التغير في الطول الموجي Δ''λ'' على زاوية الارتداد ''θ'' كالتالي
:<math>\textstyle \Delta \lambda = \frac{h}{m_ec} (1 - \cos \theta),</math>
حيث ''c'' هي سرعة الضوء في الفراغ، و''m''<sub>e</sub> هي كتلة الإلكترون. See Zombeck (2007: 393, 396).</ref> إن حجم الحد الأقصى لهذا الانزياح في الطول الموجي هو ''h''/''m''<sub>e</sub>''c''، الذي يعرف باسم [[طول موجة كومبتون]].<ref>
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | سنة = 2008
 | مسار = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1927/summary/
 | عنوان = The Nobel Prize in Physics 1927
 | ناشر = [[مؤسسة نوبل]]
 | تاريخ الوصول = 2008-09-28
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20171201182855/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1927/ | تاريخ أرشيف = 01 ديسمبر 2017 }}</ref> القيمة لدى الإلكترون هي {{val|2.43|e=-12|u=m}}{{يم}}<ref name="CODATA"/>، فإن كان الطول الموجي للضوء طويلا (على سبيل المثال، الطول الموجي [[طيف مرئي|للضوء المرئي]] هو 0.4–0.7&nbsp;ميكرومتر) فإن انزياح الطول الموجي يكون ضئيلا. ويسمى هذا التفاعل بين الضوء والإلكترونات الحرة تشتت تومسون الخطي أو [[تبعثر تومسون|تشتت تومسون]].<ref name="Chen1998">
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Chen | الأول = S.-Y.
 | الأخير2 = Maksimchuk | الأول2 = A.
 | الأخير3 = Umstadter | الأول3 = D.
 | سنة = 1998
 | عنوان = Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering
 | صحيفة = [[نيتشر (مجلة)]]
 | المجلد = 396 | صفحات = 653–655
 | doi = 10.1038/25303
|arxiv = physics/9810036 |bibcode = 1998Natur.396..653C | العدد=6712}}</ref>

تعرف القوة النسبية لتفاعل كهرومغناطيسي بين جسيمين مشحونين كالإلكترون والبروتون ب[[ثابت البناء الدقيق]]. وتلك القيمة هي كمية عديمة الأبعاد تتشكل من تناسب طاقتين: طاقة الكهروستاتيكي للجذب (أو التنافر) عند فصل واحد كومبتون طول موجي، وبقية طاقة الشحنة. والقيمة المعطاة هي ''α''&nbsp;≈&nbsp;{{val|7.297353|e=-3}}، وتعادل تقريبا {{كسر مائل|1|137}}{{يم}}.<ref name="CODATA"/>

عندما تصطدم الالكترونات مع البوزيترونات فإنها [[إفناء إلكترون-بوزيترون|تفنيان]] بعضها البعض، مما يؤدي إلى ظهور فوتونين اثنين أو أكثر من فوتونات أشعة غاما. أما إذا كان الإلكترون والبوزيترون لا يتمتعان بزخم يذكر، فإنه تتشكل [[بوزترونيوم|ذرة بوزيترونيوم]] قبل ظهور فوتونات أشعة غاما الناتجة من الإفناء بإجمالي 1.022&nbsp;MeV{{يم}}.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Beringer | الأول = R.
 | الأخير2 = Montgomery | الأول2 = C.G.
 | سنة = 1942
 | عنوان = The Angular Distribution of Positron Annihilation Radiation
 | صحيفة = [[فيزيكال ريفيو]]
 | المجلد = 61 | العدد = 5–6 | صفحات = 222–224
 | doi = 10.1103/PhysRev.61.222
|bibcode = 1942PhRv...61..222B}}</ref><ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Wilson | الأول = J.
 | الأخير = Buffa | الأول = A.
 | سنة = 2000
 | عنوان = College Physics
 | إصدار = 4th | صفحة = 888
 | ناشر = {{Ill-WD2|برنتيس هول|المعرف=Q443253}}
 | isbn = 0130824445}
}}</ref> ومن ناحية أخرى فقد تتحول فوتونات عالية الطاقة إلى الإلكترون وبوزيترون خلال عملية [[إنتاج زوجي]] ولكن لايتم ذلك إلا في وجود جسيمات مشحونة قريبة منها مثل النواة.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Eichler | الأول = J.
 | سنة = 2005
 | عنوان = Electron–positron pair production in relativistic ion–atom collisions
 | صحيفة = [[Physics Letters A]]
 | المجلد = 347 | العدد = 1–3 | صفحات = 67–72
 | doi = 10.1016/j.physleta.2005.06.105
|bibcode = 2005PhLA..347...67E}}</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Hubbell | الأول = J.H.
 | سنة = 2006
 | عنوان = Electron positron pair production by photons: A historical overview
 | صحيفة = [[Radiation Physics and Chemistry]]
 | المجلد = 75 | العدد = 6 | صفحات = 614–623
 | bibcode = 2006RaPC...75..614H
 | doi = 10.1016/j.radphyschem.2005.10.008
}}</ref>

في نظرية [[تآثر كهروضعيف]] فإن العنصر [[لاتناظري|الأيسر]] من الموجة الدالة للإلكترون تشكل خط [[لف نظيري ضعيف|لف نظائري ضعيف]] ثنائي مع [[نيوترينو|نيوترينو الإلكترون]]. وهذا يعني أنه خلال [[قوة نووية ضعيفة|القوى النووية الضعيفة]] فإن نيوترينو الإلكترون يتصرف مثل الإلكترون، إما أن يكون عضوا من هذا الثنائي فيجتاز تفاعل [[تيار مشحون|التيار المشحون]] عن طريق انبعاث أو امتصاص بوزون {{جسيم دون ذري|W boson|link=yes}} ويتم تحويله إلى العضو الآخر. ولا تتغير الشحنة خلال هذا التفاعل لأن بوزون W هو أيضا يحمل شحنة، مما يلغي أي تغيير في صافي الشحنة خلال التحويل. وتفاعلات التيار المشحون هي المسؤولة عن ظاهرة [[اضمحلال بيتا]] في ذرة [[اضمحلال نشاط إشعاعي|مشعة]]. يمكن كلا من الإلكترون ونيوترينو الإلكترون اجتياز تفاعل [[تيار محايد|التيار المحايد]] عن طريق تبادل بوزون {{جسيم دون ذري|Z boson0|link=yes}}، وهذا هو المسؤول عن التبعثر المرن لنيترينو-إلكترون.<ref name="quigg">
{{استشهاد بمنشورات مؤتمر
 | الأخير = Quigg | الأول = C.
 | تاريخ = June 4–30, 2000
 | عنوان = The Electroweak Theory
 | عنوان الكتاب = TASI 2000: Flavor Physics for the Millennium
 | صفحة = 80
 | مكان = Boulder, Colorado
 | arxiv = hep-ph/0204104
}}</ref>
{{تحديد}}

=== الذرات والجزيئات ===
{{مفصلة|ذرة}}
[[ملف:Hydrogen Density Plots-ar.png|تصغير|280بك|alt=جدول من خمس صفوف وخمس أعمدة، وفيها تصوير لكثافة محتملة لتشفير الألوان في كل خلية|مقطع عرضي لكثافة محتملة للمدارات الأولى من ذرة الهيدروجين. ويحدد مستوى طاقة الإلكترون المتجه المدار الذي به، ويعكس اللون احتمالية العثور على الإلكترون في موقع محدد.]]
تقوم قوة كولوم الجاذبة بربط الإلكترون بنواة الذرة. وتسمى عملية ربط عدة إلكترونات بالنواة باسم نظام الذرة. فإن اختلف عدد الإلكترونات عن شحنة النواة الكهربائية، فإن الذرة في تلك الحالة تسمى [[أيون]]. هناك دالة تسمى [[مدار ذري|المدار الذري]] توصف السلوك الموجي للإلكترون المتجه. ولكل مدارية لديها مجموعة أرقام الكم مثل الزخم الزاوي والطاقة وإسقاط الزخم الزاوي، وهناك مجموعة منفصلة من تلك المدارات تظهر حول النواة. ووفقا [[مبدأ استبعاد باولي|لمبدأ استبعاد باولي]] فأن كل مدارية يشغلها مايصل إلى إلكترونين والذي يجب أن يختلفا في [[عدد كمي لفي|عدد الكم المغزلي]].

بإمكان الإلكترونات التنقل خلال المدارات المختلفة وذلك عن طريق بعث أو امتصاص فوتونات بطاقة تتوافق مع اختلاف الجهد.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Mulliken | الأول = R.S.
 | سنة = 1967
 | عنوان = Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding
 | صحيفة = [[ساينس]]
 | المجلد = 157 | العدد = 3784 | صفحات = 13–24
 | doi = 10.1126/science.157.3784.13
 | pmid = 5338306
|bibcode = 1967Sci...157...13M}}</ref> وهناك طرق أخرى للتنقل المداري مثل التصادم مع الإلكترونات وأيضا [[تأثير أوجيه]].<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Burhop | الأول = E.H.S.
 | سنة = 1952
 | عنوان = The Auger Effect and Other Radiationless Transitions
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | صفحات = 2–3
 | الرقم المعياري = 0-88275-966-3
}}</ref> ولكي يتمكن الإلكترون من الهروب من الذرة، فإن طاقته يجب أن تكون أعلى من [[طاقة تأين|طاقة ربطه]] بالذرة. وهذا يحدث مع [[ظاهرة كهروضوئية|التأثير الكهروضوئي]] كمثال حيث يمتص الإلكترون الفوتون الخارج الذي تجاوز [[طاقة تأين]] الذرة.<ref name="grupen">
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Grupen | الأول = C.
 | سنة = 2000
 | عنوان = Physics of Particle Detection
 | صحيفة = [[AIP Conference Proceedings]]
 | المجلد = 536 | صفحات = 3–34
 | doi =10.1063/1.1361756
|arxiv = physics/9906063}}</ref>

الزخم الزاوي المداري للإلكترونات هو [[كم مكاني|كمي]]. ولأن الإلكترون له شحنة، فهو ينتج عزم مداري مغناطيسي يتناسب طرديا مع العزم الزاوي. فالناتج الصافي للعزم المغناطيسي للذرة يساوي مجموع القوة الموجهة للف الزخوم المغناطيسية والمدارية لجميع الإلكترونات ونواتهم. فزخم النواة المغناطيسي لا يكاد يذكر مقارنة مع إلكتروناتها. أما الإلكترونات المقترنة (التي هي في نفس المدار) فإن زخمهما المغناطيسي يلغي كل منهما الآخر.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Jiles | الأول = D.
 | سنة = 1998
 | عنوان = Introduction to Magnetism and Magnetic Materials
 | مسار = http://books.google.com/?id=axyWXjsdorMC&pg=PA280
 | صفحات = 280–287
 | ناشر = [[سي آر سي بريس]]
 | الرقم المعياري = 0-412-79860-3
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162328/https://books.google.com/books?id=axyWXjsdorMC&pg=PA280&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-11}}</ref>

تحدث [[رابطة كيميائية|الروابط الكيميائية]] بين الذرات نتيجة للتفاعلات الكهرومغناطيسية، كما شرحتها قوانين ميكانيكا الكم.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Löwdin | الأول = P.O.
 | الأخير2 = Erkki Brändas | الأول2 = E.
 | الأخير3 = Kryachko | الأول3 = E.S.
 | سنة = 2003
 | عنوان = Fundamental World of Quantum Chemistry: A Tribute to the Memory of Per- Olov Löwdin
 | مسار = http://books.google.com/?id=8QiR8lCX_qcC&pg=PA393
 | صفحات = 393–394
 | ناشر = [[شبرينغر|سبرنجر]]
 | الرقم المعياري = 1-4020-1290-X
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162354/http://books.google.com/?id=8QiR8lCX_qcC&pg=PA393|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref> وأقوى الروابط تلك التي شكلت [[رابطة تساهمية|بالتبادل]] أو [[نقل الإلكترون]]ات بين الذرات مما يسمح بتكوين الجزيئات.<ref name=Pauling>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Pauling | الأول = L.C.
 | سنة = 1960
 | عنوان = The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: an introduction to modern structural chemistry
 | مسار = http://books.google.com/?id=L-1K9HmKmUUC
 | طبعة = 3rd | صفحات = 4–10
 | ناشر = {{Ill-WD2|id=Q2997531|نص=دار نشر جامعة كورنيل}}
 | الرقم المعياري = 0-8014-0333-2
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200615123043/https://books.google.com/books?id=L-1K9HmKmUUC&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref> وفي داخل الجزيء فإن الإلكترونات تتحرك تحت تأثير عدة أنوية بحيث تشغل [[مدار جزيئي|المدارات الجزيئية]] بنفس القدر الذي تشغله المدارات الذرية في الذرات المعزولة.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = McQuarrie  | الأول = D.A.
 | الأخير2 = Simon | الأول2 = J.D.
 | سنة = 1997
 | عنوان = Physical Chemistry: A Molecular Approach
 | مسار = http://books.google.com/?id=f-bje0-DEYUC&pg=PA325
 | ناشر = [[University Science Books]]
 | صفحات = 325–361
 | الرقم المعياري = 0-935702-99-7
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162430/https://books.google.com/books?id=f-bje0-DEYUC&pg=PA325&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-12}}</ref> وهناك عامل أساسي في هذه الهياكل الجزيئية هو وجود [[زوج إلكترون|إلكترونات مقترنة]]، وهي الكترونات تدور بلف مغزلي متعاكس، مما يسمح لهم لشغل نفس المدار الجزيئي دون انتهاك مبدأ استبعاد باولي (ويشبه ذلك في الذرات). فالمدارات الجزيئية المختلفة لها اختلاف بالتوزيع المكاني لكثافة الإلكترون. على سبيل المثال: في الأزواج المترابطة (أي الأزواج التي تربط الذرات معا) يمكن العثور على الإلكترونات مع احتمال كبير جدا ان تكون في كميات صغيرة نسبيا بين النوى. على النقيض: ففي الأزواج غير المترابطة فإن الإلكترونات تتوزع بكميات كبيرة حول النواة.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Daudel | الأول = R.
 | coauthor = ''et al.''
 | سنة = 1973
 | عنوان = The Electron Pair in Chemistry
 | مسار = http://article.pubs.nrc-cnrc.gc.ca/ppv/RPViewDoc?issn=1480-3291&volume=52&issue=8&startPage=1310
 | صحيفة = [[Canadian Journal of Chemistry]]
 | المجلد = 52 | صفحات = 1310–1320
 | doi =10.1139/v74-201
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140108105609/http://www.nrcresearchpress.com/action/cookieAbsent | تاريخ أرشيف = 8 يناير 2014 }}</ref>

=== الموصلية ===
[[ملف:Lightning over Oradea Romania cropped.jpg|تصغير|تعليق=أربع شرارات من البرق تضرب الأرض| تفريغ ال[[برق]] الذي يتكون أساسًا من دفق الالكترونات.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Rakov | الأول = V.A.
 | الأخير2 = Uman | الأول2 = M.A.
 | سنة = 2007
 | عنوان = Lightning: Physics and Effects
 | مسار = http://books.google.com/?id=TuMa5lAa3RAC&pg=PA4
 | صفحة = 4
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | الرقم المعياري = 0-521-03541-4
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162451/https://books.google.com/books?id=TuMa5lAa3RAC&pg=PA4&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-14}}</ref> قد يكون إنشاء الجهد الكهربائي اللازم للبرق له تأثير احتكاك كهربي.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Freeman | الأول = G.R.
 | سنة = 1999
 | عنوان = Triboelectricity and some associated phenomena
 | مسار = https://archive.org/details/sim_materials-science-and-technology_1999-12_15_12/page/1454 | صحيفة = [[Materials science and technology]]
 | المجلد = 15 | العدد = 12 | صفحات = 1454–1458
 | doi =
}}</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Forward | الأول = K.M.
 | الأخير2 = Lacks | الأول2 = D.J.
 | الأخير3 = Sankaran | الأول3 = R.M.
 | سنة = 2009
 | عنوان = Methodology for studying particle–particle triboelectrification in granular materials
 | صحيفة = [[Journal of Electrostatics]]
 | المجلد = 67 | العدد = 2–3 | صفحات = 178–183
 | doi =10.1016/j.elstat.2008.12.002
}}</ref>]]
إذا كان الجسم له الكترونات أكثر أو أقل من العدد المطابق له من الشحنات الموجبة للنواة، فإن ذلك سيخلق للجسم شحنة كهربية. فعندما تكون الإلكترونات أكثر عددًا فإن الجسم يطلق عليه ذو شحنة سالبة. أما عندما تكون الإلكترونات أقل عددًا من بروتونات النواة، فإن الجسم يكون موجب الشحنة. وعندما تتساوى الإلكترونات مع البروتونات فإن الشحنتين تلغيان بعضهما البعض ويكون الجسم ذو شحنة محايدة. بإمكان الأجسام الدقيقة أن تنتج شحنة كهربائية عن طريق الفرك أو ما يسمى [[كهرباء الاحتكاك|تأثير كهرباء الاحتكاك]].<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Weinberg | الأول = S.
 | سنة = 2003
 | عنوان = The Discovery of Subatomic Particles
 | مسار = http://books.google.com/?id=tDpwhp2lOKMC&pg=PA15
 | صفحات = 15–16
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | الرقم المعياري = 0-521-82351-X
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200314113048/http://books.google.com/?id=tDpwhp2lOKMC&pg=PA15|تاريخ أرشيف=2020-03-14}}</ref>

يطلق على الإلكترونات التي تتحرك مستقلة في الفراغ ''بالإلكترونات الحرة''، أما الكترونات المعادن فتصرفاتها تشبه الحرة إلا أنها ليست كذلك، والسبب هو أن الجزيئات الموجودة في المعادن والمواد الصلبة الأخرى والمسماة بالالكترونات هي في الواقع شبه-إلكترونات أو [[شبه جسيم]]ات، فهي مثل الإلكترونات الحقيقية: لديها نفس الشحنة الكهربائية واللف والعزم المغناطيسي، ولكنها تختلف في الكتلة.<ref name="Liang-fu Lou">
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Lou | الأول = L.-F.
 | سنة = 2003
 | عنوان = Introduction to phonons and electrons
 | مسار = http://books.google.com/?id=XMv-vfsoRF8C&pg=PA162
 | صفحات = 162, 164
 | ناشر = [[World Scientific]]
 | الرقم المعياري = 978-981-238-461-4
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162558/https://books.google.com/books?id=XMv-vfsoRF8C&pg=PA162&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-12}}</ref> تنتج الإلكترونات الحرة عند حركتها في الفراغ أو المعادن دفق صافي للشحنة يسمى [[تيار كهربائي|التيار الكهربائي]] فيولد جراء ذلك مجالا مغناطيسيًا. والعكس صحيح، حيث يمكن إنشاء التيار من المجال المغناطيسي المتغير. وتصف [[معادلات ماكسويل]] تلك التفاعلات رياضيًا.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Guru | الأول = B.S.
 | الأخير2 = Hızıroğlu | الأول2 = H.R.
 | سنة = 2004
 | عنوان = Electromagnetic Field Theory
 | مسار = http://books.google.com/?id=b2f8rCngSuAC&pg=PA138
 | صفحات = 138, 276
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | الرقم المعياري = 0-521-83016-8
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200515200821/http://books.google.com/?id=b2f8rCngSuAC&pg=PA138 | تاريخ أرشيف = 15 مايو 2020 | وصلة مكسورة = yes | تاريخ الوصول =  أغسطس 2020  }}</ref>

تتغير [[موصلية (كهرباء)|الموصلية الكهربائية]] لكل مادة بتغير درجات الحرارة، فهي تحدد كمية التيار الكهربائي عند تطبيق [[جهد كهربائي|الجهد الكهربائي]]. فهناك موصلات جيدة كما في معادن: ال[[نحاس]] وال[[ذهب]]، وموصلات ضعيفة التوصيل مثل الزجاج و[[بولي رباعي فلورو الإيثيلين|التيفلون]]. وأيضًا هناك [[عازل كهربائي|المواد العازلة]] التي تحجز الإلكترونات داخل ذراتها بحيث تكون المادة بمثابة [[عازل]]. أما [[شبه موصل|أشباه الموصلات]] فلها مستوى موصلية متفاوت يقع بين النقيضين من التوصيل حتى العزل.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Achuthan | الأول = M.K. 
 | الأخير2 = Bhat | الأول2 = K.N.
 | سنة = 2007
 | عنوان = Fundamentals of Semiconductor Devices
 | مسار = http://books.google.com/?id=REQkwBF4cVoC&pg=PA49
 | صفحات = 49–67
 | ناشر = [[ماكجرو هيل التعليم]]
 | الرقم المعياري = 0-07-061220-X
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162634/https://books.google.com/books?id=REQkwBF4cVoC&pg=PA49&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-12}}</ref> ومن ناحية أخرى، فإن [[رابطة فلزية|الفلزات]] لديها [[بنية نطاق إلكتروني]] تحتوي على شرائح إلكترونية ممتلئة جزئيًا. فوجود مثل هذه الشرائح يسمح للإلكترونات في المعادن بالتصرف كما لو أنها إلكترونات حرة أو [[إلكترون غير متمركز|غير متمركزة]]. ولا ترتبط تلك الإلكترونات مع ذرات معينة، لذا فعندما يتم تطبيق مجال كهربائي، فهي تتحرك بحرية مثل الغاز (ويسمى [[غاز فيرمي]])<ref name="ziman">
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Ziman | الأول = J.M.
 | سنة = 2001
 | عنوان = Electrons and Phonons: The Theory of Transport Phenomena in Solids
 | مسار = http://books.google.com/?id=UtEy63pjngsC&pg=PA260
 | ناشر = [[دار نشر جامعة أكسفورد|مطبعة جامعة أكسفورد]]
 | صفحة = 260
 | الرقم المعياري = 0-19-850779-8
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162655/https://books.google.com/books?id=UtEy63pjngsC&pg=PA260&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-14}}</ref> خلال مواد تشبه كثيرًا الإلكترونات الحرة.

تكون [[سرعة انجرافية|سرعة انجراف]] الإلكترونات داخل الموصل بسبب تصادمها مع الذرات قريبًا من ملليمترات بالثانية الواحدة. ومع هذا، فالسرعة التي تغيّر من التيار في نقطة ما فإنها تسبب تغيرا في التيارات في أجزاء أخرى من المادة. وتقترب [[معامل السرعة|سرعة الانتشار]] إلى حوالي 75 ٪ من سرعة الضوء.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Main | الأول = P.
 | تاريخ = June 12, 1993
 | عنوان = When electrons go with the flow: Remove the obstacles that create electrical resistance, and you get ballistic electrons and a quantum surprise
 | مسار = https://www.newscientist.com/article/mg13818774-500-when-electrons-go-with-the-flow-remove-the-obstacles-that-create-electrical-resistance-and-you-get-ballistic-electrons-and-a-quantum-surprise/
 | صحيفة = [[نيو ساينتست]]
 | المجلد = 1887 | صفحة = 30
 | تاريخ الوصول = 2008-10-09
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150211085229/http://www.newscientist.com/article/mg13818774.500-when-electrons-go-with-the-flow-remove-the-obstacles-thatcreate-electrical-resistance-and-you-get-ballistic-electrons-and-a-quantumsurprise.html | تاريخ أرشيف = 11 فبراير 2015 }}</ref> وذلك لأن انتشار الإشارات الكهرباء الموجية وسرعتها يعتمدان على [[ثابت العازل|ثابت العزل]] للمادة.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Blackwell | الأول = G.R.
 | سنة = 2000
 | عنوان = The Electronic Packaging Handbook
 | مسار = http://books.google.com/?id=D0PBG53PQlUC&pg=SA6-PA39
 | صفحات = 6.39–6.40
 | ناشر = [[سي آر سي بريس]]
 | الرقم المعياري = 0-8493-8591-1
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162735/https://books.google.com/books?id=D0PBG53PQlUC&pg=SA6-PA39&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref>

تعتبر المعادن موصلات جيدة نسبيًا للحرارة، وسبب ذلك أن الإلكترونات غير المتمركزة تكون حرة في نقل الطاقة الحرارية بين الذرات، لكن عند التوصيل الكهربائي فإن الأمر يختلف. ف[[ناقلية حرارية|الموصلية الحرارية]] للفلزات مستقلة تقريبًا عن درجة الحرارة، وهو ما يعبر عنه حسابيًا [[قانون فيدمان-فرانز]]<ref name="ziman"/>، والذي ينص أن نسبة الموصلية الحرارية إلى الموصلية الكهربائية تتناسب طرديًا مع درجة الحرارة. فأي اضطراب حراري في الشبيكة الفلزية يزيد من [[مقاومية|المقاومة الكهربائية]] للمواد، وينتج منه تيارًا كهربائيًا معتمدًا على درجة الحرارة.<ref name="durrant">
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Durrant | الأول = A.
 | سنة = 2000
 | عنوان = Quantum Physics of Matter: The Physical World
 | وصلة = https://archive.org/details/quantumphysicsof0000alan | صفحة = http://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA43
 | صفحات = 43, 71–78
 | ناشر = [[سي آر سي بريس]]
 | الرقم المعياري = 0-7503-0721-8
}}</ref>

عندما تتعرض المواد إلى نقطة [[نقطة حرجة (ديناميكا حرارية)|الحرارة الحرجة]] فإنها تخضع لمرحلة تحول تسمى عملية [[موصلية فائقة]] بحيث تفقد كل مقاومة في التيار الكهربائي. ففي [[نظرية بي سي اس]] فإن هذا السلوك يصوغه أزواج من الالكترونات تدخل حالة كم تسمى ب[[تكاثف بوز-أينشتاين|تكاثف بوز وأينشتاين]]. و[[زوج كوبر|أزواج كوبر]] تلك لها حركتها مقترنة بمادة قريبة خلال اهتزازات شعرية تسمى ال[[فونون]]ات وبذا تتجنب تصادما مع ذرات ينشأ منها مقاومة كهربائية.<ref>
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | سنة = 2008
 | عنوان = The Nobel Prize in Physics 1972
 | مسار = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1972/summary/
 | ناشر = [[مؤسسة نوبل]]
 | تاريخ الوصول = 2008-10-13
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180618025841/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1972/ | تاريخ أرشيف = 18 يونيو 2018 }}</ref> (نصف قطر أزواج كوبر حوالي 100&nbsp;نانومتر، بحيث تتداخل مع بعضها البعض.)<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Kadin | الأول = A.M.
 | عنوان = Spatial Structure of the Cooper Pair
 | صحيفة = [[Journal of Superconductivity and Novel Magnetism]]
 | سنة = 2007
 | المجلد = 20 | العدد = 4 | صفحات = 285–292
 | arxiv = cond-mat/0510279
| doi =10.1007/s10948-006-0198-z
}}</ref> ومع هذا فلا تزال الآلية التي يعمل بها [[موصلية فائقة غير تقليدية|موصليات فائقة عالية الحرارة]] غير مؤكدة.

الإلكترونات داخل المواد الصلبة الموصلة وهي نفسها شبه-إلكترونات أو شبه جسيمات، فعندما تقيد بإحكام عند درجة حرارة قريبة من [[صفر مطلق|الصفر المطلق]] فإنها تتصرف كما لو انها انقسمت إلى قطعتين من شبه جسيم وهما: [[سبينون]] و[[هولون]].<ref>
{{استشهاد بويب
 | تاريخ = July 31, 2009
 | مسار = https://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm
 | عنوان = Discovery About Behavior Of Building Block Of Nature Could Lead To Computer Revolution
 | عمل = [[ساينس ديلي|علم يوميا]]
 | تاريخ الوصول = 2009-08-01
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190404130054/https://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm | تاريخ أرشيف = 04 أبريل 2019 }}</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Jompol | الأول = Y.
 | coauthor = ''et al.''
 | سنة = 2009
 | عنوان = Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid
 | مسار = https://science.sciencemag.org/content/325/5940/597.abstract
 | صحيفة = [[ساينس]]
 | المجلد = 325 | العدد = 5940 | صفحات = 597–601
 | doi =10.1126/science.1171769
 | pmid =19644117
|bibcode = 2009Sci...325..597J| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20090808102415/http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5940/597 | تاريخ أرشيف = 8 أغسطس 2009 }}</ref> فالسابق يحمل اللف والعزم المغناطيسي، بينما التالي يحمل الشحنة الكهربائية.

=== الحركة والطاقة ===
عندما تقترب سرعة الإلكترون من [[سرعة الضوء]] فإن [[الكتلة في النسبية الخاصة|كتلته النسبية]] تزداد وفقًا لنظرية [[ألبرت أينشتاين|اينشتاين]] في [[النسبية الخاصة]]، مما يجعل الأمر أكثر صعوبة لتعجيلها من داخل الإطار المرجعي للمراقب. بإمكان أن تقترب سرعة الإلكترون من سرعة الضوء في الفراغ ''C'' ولكن لا يمكن أن تصلها أبدًا. مع هذا فعندما تحقن الإلكترونات النسبوية -وهي الكترونات تتحرك بسرعة مقاربة لسرعة الضوء ''c''- في وسط عازل مثل المياه حيث سرعة الضوء فيها أقل بكثير من سرعة ''c''، فإن انتقال الإلكترونات مؤقتًا أسرع من الضوء في هذا الوسط. وبما أنها تتفاعل مع وسطها فإنها تولد ضوءًا خافتًا يسمى [[إشعاع تشيرنكوف|إشعاع شيرينكوف]].<ref>
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | سنة = 2008
 | عنوان = The Nobel Prize in Physics 1958, for the discovery and the interpretation of the Cherenkov effect
 | مسار = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1958/summary/
 | ناشر = [[مؤسسة نوبل]]
 | تاريخ الوصول = 2008-09-25
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170829020100/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1958/ | تاريخ أرشيف = 29 أغسطس 2017 }}</ref>

[[ملف:Lorentz factor.svg|تصغير|تعليق=يبدأ تسلسل الحدث من نقطة الصفر وتنحني بقوة صعودًا يمينًا إلى الأعلى|عامل لورنتز هو دالة للسرعة. وتبدأ بقيمة 1 وتتجه إلى مالانهاية حيث ''v'' تقترب من ''c''.]]
تستند تأثير النسبية الخاصة على كمية تعرف باسم [[معامل لورنتز|عامل لورينتز]]، وتحدد بالمعادلة: <math>\scriptstyle\gamma=1/ \sqrt{ 1-{v^2}/{c^2} }</math> حيث ''v'' هي سرعة الجسيم. وتسير طاقة الحركة ''K''<sub>e</sub> للإلكترون مع السرعة ''v'' كالتالي:
:<math>\displaystyle K_e = (\gamma - 1)m_e c^2</math>
حيث ''m''<sub>e</sub> هي كتلة الإلكترون.<br/>
بإمكان معجل الجسيمات SLAC الخطي ان [[تسارع|يعجل]] الإلكترونات إلى حوالي 51&nbsp;GeV{{يم}}.<ref>
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | تاريخ = August 26, 2008
 | مسار = http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/relativity.html
 | عنوان = Special Relativity
 | ناشر = [[مركز المعجل الخطي ستانفورد]]
 | تاريخ الوصول = 2008-09-25
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20111212133514/http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/relativity.html | تاريخ أرشيف = 12 ديسمبر 2011 }}</ref>
بما أن الإلكترون يتصرف كموجة، فعند سرعة معينة يصبح له ميزة [[موجة مادية|موجة بروجلي]]. وتلك القيمة معطاة بالقانون ''λ''<sub>e</sub>&nbsp;=&nbsp;''h''/''p'' حيث ''h'' هو [[ثابت بلانك]] و''p'' هو العزم.<ref name="de_broglie"/> فما فوق 51&nbsp;GeV للإلكترون فإن الطول الموجي يصبح {{val|2.4|e=-17|u=m}}، وهو صغير بما يكفي لاستكشاف هياكل أقل بكثير من حجم نواة الذرة.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Adams | الأول = S.
 | سنة = 2000
 | عنوان = Frontiers: Twentieth Century Physics
 | مسار = http://books.google.com/?id=yIsMaQblCisC&pg=PA215
 | صفحة = 215
 | ناشر = [[سي آر سي بريس]]
 | الرقم المعياري = 0-7484-0840-1
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162752/https://books.google.com/books?id=yIsMaQblCisC&pg=PA215&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-11}}</ref>

== التشكيل ==
[[ملف:Pairproduction-ar.png|تصغير|alt=فوتون يضرب النواة من اليسار، مما ينتج منه الكترون وبوزيترون يتجهان إلى اليمين|[[إنتاج زوجي]] ناتج من اصطدام الفوتون مع نواة ذرة]]
تعتبر نظرية [[الانفجار العظيم]] أكثر [[نظرية علمية|نظرية]] قبولا في النطاق العلمي لشرح المراحل المبكرة من تطور الكون.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Lurquin | الأول = P.F.
 | سنة = 2003
 | عنوان = The Origins of Life and the Universe
 | صفحة = 2
 | ناشر = [[دار نشر جامعة كولومبيا]]
 | الرقم المعياري = 0-231-12655-7
}}</ref> وكانت درجات الحرارة في أول مللي ثانية من الانفجار الكبير قد وصلت أكثر من 10&nbsp;مليار&nbsp; [[كلفن]] وطاقة الفوتونات أكثر من مليون [[إلكترون فولت]]. وكانت لتلك الفوتونات نشاطا يكفي بأن تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل أزواج الإلكترونات والبوزيترونات. وبالمقابل تفني تلك الأزواج بعضها البعض لتنفث الفوتونات النشطة:
: {{جسيم دون ذري|photon|link=yes}} + {{جسيم دون ذري|photon}}{{يم}} ↔ {{جسيم دون ذري|positron|link=yes}} + {{يم}}{{جسيم دون ذري|electron}}

وقد تمت المحافظة على التوازن بين الإلكترونات والبوزيترونات والفوتونات خلال تلك المرحلة من تطور الكون. ولكن بعد مرور 15 ثانية انخفضت درجة حرارة الكون إلى مادون الحاجز الذي يمكِّن من تشكيل إلكترون-بوزيترون. وقد أفنى معظم ما تبقى من الإلكترونات والبوزيترونات بعضها البعض مطلقة أشعة غاما التي سخنت الكون لفترة وجيزة.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Silk | الأول = J.
 | سنة = 2000
 | عنوان = The Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe
 | طبعة = 3rd
 | صفحات = 110–112, 134–137
 | ناشر = [[مكميلان للنشر|مكملين ناشرون]]
 | الرقم المعياري = 0-8050-7256-X
}}</ref>

ولأسباب لا تزال غير مؤكدة خلال عملية [[تكوين لبتو]] كان هناك فائض في عدد الإلكترونات على البوزيترونات.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Christianto | الأول = V.
 | سنة = 2007
 | عنوان = Thirty Unsolved Problems in the Physics of Elementary Particles
 | مسار = http://www.ptep-online.com/index_files/2007/PP-11-16.PDF
 | صحيفة = [[Progress in Physics]]
 | المجلد = 4 | صفحات = 112–114
 | doi =
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160603171514/http://www.ptep-online.com/index_files/2007/PP-11-16.PDF | تاريخ أرشيف = 3 يونيو 2016 | وصلة مكسورة = yes | تاريخ الوصول =  أغسطس 2020  }}</ref> وبذلك نجا حول إلكترون من كل مليار في عملية الإفناء. وقابل هذا الفائض زيادة في عدد البروتونات على ضديد-البروتونات في حالة تعرف باسم [[تباين الباريون|تباين باريون]]، مما أدي إلى شحنة صفرية صافية للكون.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Kolb | الأول = E.W.
 | سنة = 1980
 | عنوان = The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe
 | صحيفة = [[Physics Letters B]]
 | المجلد = 91 | العدد = 2 | صفحات = 217–221
 | doi =10.1016/0370-2693(80)90435-9
|bibcode = 1980PhLB...91..217K}}</ref><ref>
{{استشهاد بويب
 | الأخير = Sather | الأول = E.
 | تاريخ = Spring/Summer 1996
 | عنوان = The Mystery of Matter Asymmetry
 | مسار = http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-sather.pdf
 | عمل = [[Beam Line]]
 | ناشر = [[جامعة ستانفورد]]
 | تاريخ الوصول = 2008-11-01
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180720234517/http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-sather.pdf | تاريخ أرشيف = 20 يوليو 2018 }}</ref> ثم بدأ ما تبقى من البروتونات والنيوترونات بالتفاعل مع بعضها البعض في عملية تسمى [[تخليق نووي]] ومكونة نظائر [[هيدروجين|الهيدروجين]] و[[هيليوم|الهيليوم]] مع كميات ضئيلة من [[ليثيوم|الليثيوم]]. بلغت ذروة تلك العملية بعد خمس دقائق.<ref>
{{استشهاد بأرخايف
 | last = Burles | first = S.
 | last2 = Nollett | first2 = K.M.
 | last3 = Turner | first3 = M.S.
 | year = 1999
 | title = Big-Bang Nucleosynthesis: Linking Inner Space and Outer Space
 |class=astro-ph
 |eprint=astro-ph/9903300
}}</ref> وخضع ماتبقى من النيوترونات إلى [[اضمحلال بيتا|إضمحلال بيتا]] السلبي بنصف عمر يعادل ألف ثانية تقريبا، ونتج عن تلك العملية إطلاق البروتونات والإلكترونات
:{{جسيم دون ذري|Electron antineutrino|link=yes}} + {{جسيم دون ذري|Electron}} + {{جسيم دون ذري|Proton|link=yes}} ← {{جسيم دون ذري|Neutron|link=yes}}
وفي السنوات {{val|300000}}–{{val|400000|u=التالية}} بقيت الإلكترونات الزائدة حيوية جدا لترتبط مع [[نواة الذرة|أنوية الذرات]].<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Boesgaard | الأول = A.M.
 | الأخير2 = Steigman | الأول2 = G.
 | سنة = 1985
 | عنوان = Big bang nucleosynthesis – Theories and observations
 | صحيفة = [[Annual Review of Astronomy and Astrophysics]]
 | المجلد = 23 | العدد = 2 | صفحات = 319–378
 | bibcode =1985ARA&A..23..319B
 | doi =10.1146/annurev.aa.23.090185.001535
}}</ref> ثم تلاها فترة سميت [[تسلسل زمني للانفجار العظيم|إعادة دمج]] عندما تشكلت الذرات المحايدة وأصبح الكون المتمدد أكثر شفافية للإشعاع<ref name="science5789">
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Barkana | الأول = R.
 | سنة = 2006
 | عنوان = The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization
 | مسار = https://science.sciencemag.org/content/313/5789/931.full
 | صحيفة = [[ساينس]]
 | المجلد = 313 | العدد = 5789 | صفحات = 931–934
 | doi =10.1126/science.1125644
 | pmid =16917052
|arxiv = astro-ph/0608450 |bibcode = 2006Sci...313..931B| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20090210133203/http://sciencemag.org/cgi/content/full/313/5789/931 | تاريخ أرشيف = 10 فبراير 2009 }}</ref>

<!-- النجوم -->
تشكل أول جيل [[نجم|للنجوم]] بعد الانفجار الكبير بحوالي مليون سنة.<ref name="science5789"/> فأنتج [[تفاعلات الانصهار النجمي|التخليق النووي]] البوزيترونات من اندماج أنوية الذرات داخل النجوم. ثم مباشرة تتلاشى تلك الجسيمات المضادة [[إفناء إلكترون-بوزيترون|باصطدامها مع الإلكترونات]] مطلقة أشعة غاما، فتكون النتيجة الصافية هي انخفاض ثابت في عدد من الإلكترونات ويماثله زيادة في عدد النيوترونات. ومع ذلك فإن عملية [[تطور النجوم]] هو نتيجة لتوليفة من نظائر مشعة. بحيث يمكن لعدد من لنظائر مشعة أن تخضع لإضمحلال بيتا سلبي فينبعث من النواة إلكترون وضديد نيترينو.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Burbidge | الأول = E.M.
 | coauthor = ''et al.''
 | سنة = 1957
 | عنوان = Synthesis of Elements in Stars
 | صحيفة = [[Reviews of Modern Physics]]
 | المجلد = 29 | العدد = 4 | صفحات = 548–647
 | doi =10.1103/RevModPhys.29.547
| bibcode=1957RvMP...29..547B
}}</ref> ومثال على ذلك النظير [[كوبالت-60]] (<sup>60</sup>Co) والذي يتحلل ليكون [[نظائر النيكل|نيكل-60]] (<sup>60</sup>Ni){{يم}}<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Rodberg | الأول = L.S.
 | الأخير2 = Weisskopf | الأول2 = V.
 | سنة = 1957
 | عنوان = Fall of Parity: Recent Discoveries Related to Symmetry of Laws of Nature
 | صحيفة = [[ساينس]]
 | المجلد = 125 | العدد = 3249 | صفحات = 627–633
 | doi =10.1126/science.125.3249.627
 | pmid =17810563
|bibcode = 1957Sci...125..627R}}</ref>
[[ملف:AirShower.svg|يمين|تصغير|280px|alt=شجرة متفرعة تمثل إنتاج الجسيمات|مطر جوي ممتد انشأته أشعة كونية نشطة ضربت غلاف الجوي للأرض.]]
عندما يصل النجم إلى نهاية عمره الافتراضي، أي أن حجمه يزيد عن 20 [[كتلة شمسية]] فمن المحتمل ولوجه طور [[انهيار تثاقلي|انهيار الجاذبية]] ليشكل [[ثقب أسود]].<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Fryer | الأول = C.L.
 | سنة = 1999
 | عنوان = Mass Limits For Black Hole Formation
 | صحيفة = [[المجلة الفيزيائية الفلكية]]
 | المجلد = 522 | العدد = 1 | صفحات = 413–418
 | bibcode = 1999ApJ...522..413F
 | doi =10.1086/307647
|arxiv = astro-ph/9902315}}</ref> طبقا [[فيزياء تقليدية|للفيزياء الكلاسيكية]] فتلك الأجسام النجمية الضخمة تمارس [[جاذبية|جذب تثاقلي]] التي من القوة أن تمنع أي شيء حتى [[موجة كهرطيسية|الإشعاع الكهرومغناطيسي]] من الإفلات عبر [[نصف قطر شفارتزشيلد]]. ومع ذلك يعتقد أن تأثير ميكانيكية الكم قد يسمح بانبعاث [[إشعاع هوكينغ]] في تلك المسافة. ويحتمل أن تنشأ الالكترونات (والبوزيترونات) في [[أفق الحدث]] [[بقايا نجمية متراصة|لبقايا النجوم]] تلك.

عند نشأة أزواج من الجسيمات الافتراضية (مثل الإلكترون والبوزيترون) بالقرب من أفق الحدث، فإن التوزيع المكاني العشوائي لتلك الجسيمات قد يسمح لأحدهما بالظهور على السطح الخارجي؛ وتسمى عملية [[نفق ميكانيكا الكم]]. لذا فقد يوفر [[جهد الجاذبية]] للثقب الأسود الطاقة اللازمة لتحويل هذا الجسيم الافتراضي إلى جسيم حقيقي، مما يمكنها من أن تشع في الفضاء البعيد.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Parikh | الأول = M.K.
 | الأخير2 = Wilczek | الأول2 = F.
 | سنة = 2000
 | عنوان = Hawking Radiation As Tunneling
 | صحيفة = [[Physical Review Letters]]
 | المجلد = 85 | العدد = 24 | صفحات = 5042–5045
 | doi =10.1103/PhysRevLett.85.5042
 | pmid =11102182 | bibcode=2000PhRvL..85.5042P
|arxiv = hep-th/9907001}}</ref> وفي المقابل فإن نصيب العضو الآخر لهذا الزوج هي الطاقة السلبية، مما يسبب بخسارة صافية [[تكافؤ الكتلة والطاقة|لكتلة-طاقة]] الثقب الأسود. فيزداد معدل إشعاع هوكينغ مع تناقص الكتلة مسببا بتبخر الثقب الأسود ثم ينفجر في نهاية المطاف.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Hawking | الأول = S.W.
 | سنة = 1974
 | عنوان = Black hole explosions?
 | صحيفة = [[نيتشر (مجلة)]]
 | المجلد = 248 | صفحات = 30–31
 | doi =10.1038/248030a0
|bibcode = 1974Natur.248...30H
 | العدد=5443}}</ref>

<!-- مصادر أخرى -->
[[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] هي جسيمات لديها طاقة عالية ترتحل عبر الفضاء. وقد سجلت أعلى حالات من تلك الطاقة عند {{val|3.0|e=20|u=eV}}{{يم}}.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Halzen | الأول = F.
 | الأخير2 = Hooper | الأول2 = D.
 | سنة = 2002
 | عنوان = High-energy neutrino astronomy: the cosmic ray connection
 | صحيفة = [[Reports on Progress in Physics]]
 | المجلد = 66 | صفحات = 1025–1078
 | bibcode = 2002astro.ph..4527H
 | doi =10.1088/0034-4885/65/7/201
|arxiv = astro-ph/0204527
 | العدد = 7}}</ref> فعندما تصطدم تلك الجسيمات بالنويات في [[غلاف الأرض الجوي|الغلاف الجوي للأرض]]، ينتج وابل من الجسيمات ومنها [[بيون|البيون]].<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Ziegler | الأول = J.F.
 | عنوان = Terrestrial cosmic ray intensities
 | مسار = https://archive.org/details/sim_ibm-journal-of-research-and-development_1998-01_42_1/page/117 | صحيفة = [[IBM Journal of Research and Development]]
 | المجلد = 42 | العدد = 1 | صفحات = 117–139 
 | doi =10.1147/rd.421.0117 | سنة = 1998
}}</ref> وقد لوحظ أن أكثر من نصف الإشعاع الكوني على سطح الأرض يتكون من [[ميوون|الميونات]]. فالجسيم المسمى ميون هو لبتون أي انه يخلق في الغلاف الجوي العلوي نتيجة اضمحلال بيون.

:{{جسيم دون ذري|Pion-|link=yes}}{{يم}} ← {{جسيم دون ذري|Muon|link=yes}} + {{جسيم دون ذري|Muon antineutrino|link=yes}}
والميون بدوره يضمحل ليشكل الكترونا أو بوزيترون<ref>
{{استشهاد بخبر
 | الأخير = Sutton | الأول = C.
 | تاريخ = August 4, 1990
 | عنوان = Muons, pions and other strange particles
 | مسار = https://www.newscientist.com/article/mg12717284-700-muons-pions-and-other-strange-particles-/?ignored=irrelevant
 | عمل = [[نيو ساينتست]]
 | تاريخ الوصول = 2008-08-28
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150211085842/http://www.newscientist.com/article/mg12717284.700-muons-pions-and-other-strange-particles-.html | تاريخ أرشيف = 11 فبراير 2015 | وصلة مكسورة = no }}</ref>
:{{جسيم دون ذري|Muon}}{{يم}} ← {{جسيم دون ذري|Electron}}{{يم}} + {{جسيم دون ذري|Muon antineutrino|link=yes}} + {{جسيم دون ذري|Electron antineutrino|link=yes}}

== المراقبة ==
[[ملف:Aurore australe - Aurora australis.jpg|يسار|تصغير|تعليق=توهج أخضر يحوم في السماء ليلا فوق أرض تغطيها الثلوج|تتسبب الإلكترونات النشطة المنتشرة في [[غلاف جوي|الغلاف الجوي]] بظهور [[شفق قطبي|الشفق]].<ref>
{{استشهاد بخبر
 | الأخير = Wolpert | الأول = S.
 | تاريخ = July 24, 2008
 | عنوان = Scientists solve 30-year-old aurora borealis mystery
 | مسار = https://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277
 | ناشر = [[جامعة كاليفورنيا]]
 | تاريخ الوصول = 2008-10-11
| وصلة مكسورة = yes | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140130063958/http://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277 | تاريخ أرشيف = 30 يناير 2014 }}</ref>]]
لعمل نظام مراقبة الإلكترونات عن بعد يجب الكشف عن طاقاتها المشعة. مثال على ذلك: في بيئة تحوي طاقة عالية مثل [[إكليل شمسي|الهالة]] المحيطة بالنجم فإن الإلكترونات الحرة تشكل [[بلازما (فيزياء)|بلازما]] تشع طاقة بسبب أشعة الانكباح. وتخضع غازات الإلكترون ل[[تذبذب بلازمي|تذبذب البلازما]]، والتي تنشأ موجاتها من تغيرات متزامنة في كثافة الإلكترونات، مما ينتج عنها انبعاثات بالطاقة والتي يمكن الكشف عنها باستخدام [[مقراب راديوي|تلسكوبات الراديو]].<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Gurnett | الأول = D.A.
 | الأخير2 = Anderson | الأول2 = R.
 | سنة = 1976
 | عنوان = Electron Plasma Oscillations Associated with Type III Radio Bursts
 | صحيفة = [[ساينس]]
 | المجلد = 194 | العدد = 4270 | صفحات = 1159–1162
 | doi =10.1126/science.194.4270.1159
 | pmid =17790910
|bibcode = 1976Sci...194.1159G}}</ref>

يتناسب [[تردد]] ال[[فوتون]] طرديا مع الطاقة. فتنقل الإلكترون المقيد بين مستويات الطاقة المختلفة للذرة يكون بامتصاص أو بعث فوتونات بترددات مميزة. على سبيل المثال: عندما تشع ذرات بسبب مصدر بطيف واسع، سوف تظهر [[خط طيفي|خطوط امتصاص]] متميزة في طيف الإشعاع المرسل. وسيعرض كل عنصر أو جزيء مجموعة مميزة من خطوط الطيف، مثل [[خطوط طيف الهيدروجين]]. فقياسات [[مطيافية|علم الأطياف]] لقوة وعرض تلك الخطوط تتيح لها تحديد الخصائص البنيوية والمادية للمادة.<ref>
{{استشهاد بويب
 | الأخير = Martin | الأول = W.C.
 | الأخير2 = Wiese | الأول2 = W.L.
 | سنة = 2007
 | عنوان = Atomic Spectroscopy: A Compendium of Basic Ideas, Notation, Data, and Formulas
 | مسار = https://www.nist.gov/pml/atomic-spectroscopy-compendium-basic-ideas-notation-data-and-formulas
 | ناشر = [[المعهد الوطني للمعايير والتقنية]]
 | تاريخ الوصول = 2007-01-08
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20100223061016/http://physics.nist.gov:80/Pubs/AtSpec/ | تاريخ أرشيف = 23 فبراير 2010 }}</ref><ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Fowles | الأول = G.R.
 | سنة = 1989
 | عنوان = Introduction to Modern Optics
 | مسار = http://books.google.com/?id=SL1n9TuJ5YMC&pg=PA227
 | صفحات = 227–233
 | ناشر = [[Courier Dover]]
 | الرقم المعياري = 0-486-65957-7
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162824/https://books.google.com/books?id=SL1n9TuJ5YMC&pg=PA227&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref>

بالإمكان ملاحظة تفاعلات الإلكترونات الفردية في ظروف المختبرات عن طريق أجهزة [[مكشاف جسيمات|كشف الجسيمات]]، والتي تسمح بقياس خصائص معينة كالطاقة واللف والشحنة.<ref name="grupen"/> فقد صار بالإمكان بعد تطوير [[فخ أيون رباعي الأقطاب|فخ بول]] و[[فخ بينينج|مصيدة بنينغ]] من ابقاء الجسيمات المشحونة ضمن منطقة صغيرة لفترات طويلة، مما يتيح أخذ قياسات دقيقة لخواص تلك الجسيمات. مثال على ذلك؛ تمكنت مصيدة بيننغ في حالة واحدة فقط من احتواء إلكترون مفرد لمدة 10 أشهر.<ref name="nobel1989">
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | سنة = 2008
 | عنوان = The Nobel Prize in Physics 1989
 | مسار = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1989/9761-the-nobel-prize-in-physics-1989/
 | ناشر = [[مؤسسة نوبل]]
 | تاريخ الوصول = 2008-09-24
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170621022452/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/illpres/ | تاريخ أرشيف = 21 يونيو 2017 }}</ref> وتم حساب العزم المغناطيسي للإلكترون بدقة تصل إلى أحد عشر رقم، وهو أمر اعتبر بأنه أكثر دقة من أي ثابت فيزيائي آخر تم الحصول عليه حتى سنة 1980.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Ekstrom | الأول = P.
 | سنة = 1980
 | عنوان = The isolated Electron
 | مسار = https://tf.nist.gov/general/pdf/166.pdf
 | صحيفة = [[مجلة العلوم الأمريكية|ساينتفك أمريكان]]
 | المجلد = 243 | العدد = 2 | صفحات = 91–101
 | تاريخ الوصول = 2008-09-24
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190916211444/https://tf.nist.gov/general/pdf/166.pdf | تاريخ أرشيف = 16 سبتمبر 2019 }}</ref>

تمكن فريق من [[جامعة لوند]] السويدية في فبراير 2008 من الحصول على أول تصوير فيديو في كيفية توزيع طاقة الإلكترون، حيث استطاع العلماء الباحثون من استخدام ومضات ضوئية شديدة القصر وهي ومضات [[أتوثانية|أوتوثانية]] مما مكن من ملاحظة حركة الإلكترون لأول مرة.<ref>
{{استشهاد بويب
 | الأخير = Mauritsson | الأول = J.
 | عنوان = Electron filmed for the first time ever
 | مسار = http://www.atto.fysik.lth.se/video/pressrelen.pdf
 | ناشر = [[جامعة لوند]]
 | تاريخ الوصول = 2008-09-17
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20090325194101/http://www.atto.fysik.lth.se/video/pressrelen.pdf | تاريخ أرشيف = 25 مارس 2009 }}</ref><ref name=Mauritsson>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Mauritsson | الأول = J.
 | coauthor = ''et al.''
 | سنة = 2008
 | عنوان = Coherent Electron Scattering Captured by an Attosecond Quantum Stroboscope
 | مسار = http://www.atto.fysik.lth.se/publications/papers/MauritssonPRL2008.pdf
 | صحيفة = [[Physical Review Letters]]
 | المجلد = 100 | صفحة = 073003
 | doi =10.1103/PhysRevLett.100.073003
| bibcode=2008PhRvL.100g3003M
 | pmid=18352546
 | العدد = 7
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170227150021/http://www.atomic.physics.lu.se/research/attosecond-physics/ | تاريخ أرشيف = 27 فبراير 2017 }}</ref>

يمكن تصور توزيع الإلكترونات في المواد الصلبة عن طريق {{وإو|لغ=en|تر=angle resolved photoemission spectroscopy|عر=مطياف الحل الزاوي للانبعاث الضوئي}} (ARPES). وهي تقنية تستخدم التأثير الكهروضوئي لقياس [[شبيكة مقلوبة|الفضاء المتبادل]]—وهو تمثيل رياضياتي للهياكل الدورية تستخدم للاستدلال على الهيكل الأصلي. ويمكن استخدام ARPES لتحديد اتجاه وسرعة وتناثر الإلكترونات داخل المواد.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Damascelli | الأول = A.
 | سنة = 2004
 | عنوان = Probing the Electronic Structure of Complex Systems by ARPES
 | صحيفة = [[Physica Scripta]]
 | المجلد = T109 | صفحات = 61–74
 | doi =10.1238/Physica.Topical.109a00061
|arxiv = cond-mat/0307085 |bibcode = 2004PhST..109...61D}}</ref>

== تطبيقات البلازما ==
=== الحزم الجسيمية ===
[[ملف:Nasa Shuttle Test Using Electron Beam full.jpg|يسار|تصغير|تعليق=شعاع بنفسجي آت من الأعلى ينتج توهج أزرق حول نموذج لمكوك فضاء|سلطت [[ناسا]] شعاع إلكتروني على نموذج [[مكوك فضاء|مكوك فضائي]] عند فحصه داخل [[نفق رياح|نفق الرياح]]، لمحاكاة تأثير الغازات [[أيون|المؤينة]] أثناء عودته للغلاف الجوي.<ref>
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | تاريخ = April 4, 1975
 | عنوان = Image # L-1975-02972
 | مسار = http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html
 | ناشر = [[مركز لانغلي البحثي]]، [[ناسا]]
 | تاريخ الوصول = 2008-09-20
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160210094911/http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html | تاريخ أرشيف = 10 فبراير 2016 }}</ref>]]
تُستخدم [[أشعة مهبطية|أشعة الإلكترون]] في [[لحام بالحزمة الإلكترونية|اللحيم]]<ref>
{{استشهاد بويب
 | الأخير = Elmer | الأول = J.
 | تاريخ = March 3, 2008
 | عنوان = Standardizing the Art of Electron-Beam Welding
 | مسار = https://str.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html
 | ناشر = [[مختبر لورانس ليفرمور الوطني]]
 | تاريخ الوصول = 2008-10-16
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130829210841/https://www.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html | تاريخ أرشيف = 29 أغسطس 2013 | وصلة مكسورة = yes }}</ref> بحيث تصل كثافة الطاقة فيه إلى <sup>7</sup>10 وات.سم<sup>−2</sup> ويتركز قطره الضيق بين {{بدون لف|0.1–1.3 مم}} وعادة لا يحتاج إلى مواد حشو، ولكنه يحتاج إلى فراغ لتنفيذ تقنية اللحام كي لا يتفاعل شعاع الإلكترون مع الغاز قبل وصوله الهدف، ويمكن استخدامه في ربط مواد موصلة تعتبر غير صالحة للحام.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Schultz | الأول = H.
 | سنة = 1993
 | عنوان = Electron Beam Welding
 | مسار = http://books.google.com/?id=I0xMo28DwcIC&pg=PA2
 | صفحات = 2–3
 | ناشر = [[Woodhead Publishing]]
 | الرقم المعياري = 1-85573-050-2
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200616153730/https://books.google.com/books?id=I0xMo28DwcIC&pg=PA2&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref><ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Benedict | الأول = G.F.
 | سنة = 1987
 | عنوان = Nontraditional Manufacturing Processes
 | مسار = http://books.google.com/?id=xdmNVSio8jUC&pg=PA273
 | سلسلة = Manufacturing engineering and materials processing
 | المجلد = 19 | صفحة = 273
 | ناشر = [[سي آر سي بريس]]
 | الرقم المعياري = 0-8247-7352-7
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162913/https://books.google.com/books?id=xdmNVSio8jUC&pg=PA273&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-14}}</ref>

وتستخدم وسيلة [[طباعة حجرية بالحزمة الإلكترونية]] (EBL) في النقش على أشباه الموصلات في انحلال أقل من [[ميكرومتر|ميكرون]].<ref>
{{استشهاد بمنشورات مؤتمر
 | الأخير = Ozdemir | الأول = F.S.
 | تاريخ = June 25–27, 1979
 | عنوان = Electron beam lithography
 | مسار = https://dl.acm.org/doi/10.5555/800292.811744
 | عنوان الكتاب = Proceedings of the 16th Conference on Design automation
 | صفحات = 383–391
 | ناشر = [[معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات|جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات]]
 | مكان = San Diego, CA, USA
 | تاريخ الوصول = 2008-10-16
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200604091145/https://dl.acm.org/doi/10.5555/800292.811744|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref> ولكن تلك الطريقة مقيدة ولا يمكن التوسع بها بسبب الكلفة الباهظة وبطء الأداء، وأيضًا الحاجة إلى فراغ لتشغيل الحزمة، وميل الإلكترونات إلى التبعثر في المواد الصلبة. والمشكلة الأخيرة تحدد الانحلال إلى حوالي 10 [[نانومتر]]. لذا فإن تلك الطريقة من الطباعة تستخدم بالأساس في إنتاج كمية قليلة من [[دارة متكاملة|الدوائر المتكاملة]] المتخصصة.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Madou | الأول = M.J.
 | سنة = 2002
 | طبعة = 2nd
 | عنوان = Fundamentals of Microfabrication: the Science of Miniaturization
 | مسار = http://books.google.com/?id=9bk3gJeQKBYC&pg=PA53
 | صفحات = 53–54
 | ناشر = [[سي آر سي بريس]]
 | الرقم المعياري = 0-8493-0826-7
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315162945/https://books.google.com/books?id=9bk3gJeQKBYC&pg=PA53&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-11}}</ref>

وتستخدم عملية [[تنمية حزمة الإلكترون]] [[تشعع|لتعريض المواد للإشعاع]] من أجل تغيير خصائصها الفيزيائية وأيضا [[تعقيم (توضيح)|لتعقيم]] المنتجات الطبية والمواد الغذائية.<ref>
{{استشهاد بمنشورات مؤتمر
 | الأخير = Jongen | الأول = Y.
 | الأخير2 = Herer | الأول2 = A.
 | تاريخ = May 2–5, 1996
 | عنوان = Electron Beam Scanning in Industrial Applications
 | عنوان الكتاب =APS/AAPT Joint Meeting
 | ناشر = [[الجمعية الفيزيائية الأمريكية]]
 | bibcode =1996APS..MAY.H9902J
}}</ref> وتولد [[مسرع خطي|المعجلات الخطية]] تلك الحزم الإلكترونية عند [[علاج بالأشعة|العلاج الإشعاعي]] لعلاج الأورام السطحية. ذلك لأن شعاع الإلكترون يخترق الجلد إلى عمق محدود قبل أن يتم امتصاصه، ويصل العمق عادة إلى 5 سم عند طاقة الإلكترون في نطاق 5–20&nbsp;{{يم}}MeV، و[[العلاج الإلكتروني]] مفيد للتعامل مع الآفات الجلدية مثل [[سرطان الخلايا القاعدية|سرطان الخلية القاعدية]]. وأيضًا يستخدم شعاع الإلكترون في استكمال علاج الأماكن التي تعرضت [[أشعة سينية|للأشعة السينية]].<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Beddar | الأول = A.S.
 | عنوان = Mobile linear accelerators for intraoperative radiation therapy
 | صحيفة = [[AORN Journal]]
 | سنة = 2001
 | مسار = http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FSL/is_/ai_81161386
 | تاريخ الوصول = 2008-10-26
 | المجلد = 74 | صفحة = 700
 | doi =10.1016/S0001-2092(06)61769-9
 | العدد = 5
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150812070619/http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FSL/is_/ai_81161386 | تاريخ أرشيف = 12 أغسطس 2015 }}</ref><ref>
{{استشهاد بويب
 | الأخير = Gazda | الأول = M.J.
 | الأخير2 = Coia | الأول2 = L.R.
 | تاريخ = June 1, 2007
 | عنوان = Principles of Radiation Therapy
 | مسار = http://www.cancernetwork.com/cancer-management/chapter02/article/10165/1165822
 | ناشر = [[Cancer Network]]
 | تاريخ الوصول = 2008-10-26
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20090406144402/http://www.cancernetwork.com:80/cancer-management/chapter02/article/10165/1165822 | تاريخ أرشيف = 06 أبريل 2009 | وصلة مكسورة = no }}</ref>

تستخدم [[مسرع جسيمات|معجلات الجسيمات]] المجال الكهربائي لدفع الإلكترونات وجسيماتها المضادة إلى طاقات عالية. وبما أن تلك الجسيمات تمر عبر حقول المغناطيس، فإنها تقذف أشعة السنكروترون. وتتوقف كثافة الأشعة على اللف، الذي يستقطب حزم الإلكترون، وهي عملية تعرف باسم [[تأثير سوكولوف-ترنوف]]{{#tag:ref|استقطاب الحزم الالكترونية يعني أن لف جميع الإلكترونات تنصب إلى اتجاه واحد. وبعبارة أخرى فإن اسقاطات لف جميع الإلكترونات على متجه زخمها لها نفس العلامة.|group=معلومة}}. يمكن الاستفادة من الحزم الإلكترونية المستقطبة عند عمل تجارب مختلفة. ويمكن أيضًا استخدام [[مسرع دوراني تزامني]] (السنكروترون) في [[تثبيط الإشعاع|تبريد]] الحزم الإلكترونية مما يقلل من انتشار زخم الجسيمات. بمجرد أن الجسيمات قد تسارعت للطاقة المطلوبة فإن حزم الإلكترونات والبوزترونات المنفصلة تنجذب نحو الاصطدام. بإمكان متابعة انبعاثات الطاقة الناتجة عن طريق [[مكشاف جسيمات|كاشف الجسيمات]] وهذا يدرس في [[فيزياء الجسيمات]].<ref>{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Chao | الأول = A.W. 
 | الأخير2 = Tigner | الأول2 = M.
 | سنة = 1999
 | عنوان = Handbook of Accelerator Physics and Engineering
 | مسار = http://books.google.com/?id=Z3J4SjftF1YC&pg=PA155
 | ناشر = [[World Scientific]]
 | صفحات = 155, 188
 | الرقم المعياري = 981-02-3500-3
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200223180704/http://books.google.com/?id=Z3J4SjftF1YC&pg=PA155|تاريخ أرشيف=2020-02-23}}</ref>

=== التصوير ===
عملية {{وإو|لغ=en|تر=Low-energy electron diffraction|عر=حيود الكترون منخفض الطاقة}} هي وسيلة لقصف مواد بلورية [[ضوء مسدد|بشعاع مسدد]] من الإلكترونات، ثم مراقبة أنماط الحيود الناتجة لتحديد هيكل المادة. فنطاق طاقة الإلكترونات المطلوبة تكون 20-200 eV{{يم}}.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Oura | الأول = K.
 | coauthor = ''et al.''
 | سنة = 2003
 | عنوان = Surface Science: An Introduction
 | وصلة = https://archive.org/details/surfacesciencein0000unse_n1m1 | صفحات = [https://archive.org/details/surfacesciencein0000unse_n1m1/page/1 1]–45
 | ناشر = [[شبرينغر|سبرنجر]]
 | الرقم المعياري = 3-540-00545-5
}}</ref> أما تقنية {{وإو|لغ=en|تر=reflection high energy electron diffraction|عر=انعكاس حيود الكترونات عالية الطاقة}} (RHEED) فتستخدم انعكاس حزمة الكترونات تقذف على عدة زوايا منخفضة لتمييز سطح المواد البلورية. ويكون نطاق حزمة الطاقة ما بين 8-20 keV وزاوية السقوط هي 1-4°.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Ichimiya | الأول = A.
 | الأخير2 = Cohen | الأول2 = P.I.
 | سنة = 2004
 | عنوان = Reflection High-energy Electron Diffraction
 | مسار = http://books.google.com/?id=AUVbPerNxTcC&pg=PA1
 | صفحة = 1
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | الرقم المعياري = 0-521-45373-9
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315163056/https://books.google.com/books?id=AUVbPerNxTcC&pg=PA1&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Heppell | الأول = T.A.
 | سنة = 1967
 | عنوان = A combined low energy and reflection high energy electron diffraction apparatus
 | صحيفة = [[Journal of Scientific Instruments]]
 | المجلد = 44 | صفحات = 686–688
 | doi =10.1088/0950-7671/44/9/311
|bibcode = 1967JScI...44..686H
 | العدد = 9}}</ref>

وفي [[مجهر إلكتروني|المجهر الإلكتروني]] فإنه يوجه حزمة الكترونات مركزة على عينة ما فتتفاعل الحزمة مع المواد، مما يغير من خصائص تلك الإلكترونات مثل اتجاه الحركة والزاوية والطور النسبي وطاقته، فعند تدوين تغييرات حزمة الإلكترون ينتج صورة مجهرية لمادة محلولة ذريا.<ref>
{{استشهاد بويب
 | الأخير = McMullan | الأول = D.
 | سنة = 1993
 | عنوان = Scanning Electron Microscopy: 1928–1965
 | مسار = http://www-g.eng.cam.ac.uk/125/achievements/mcmullan/mcm.htm
 | ناشر = [[جامعة كامبريدج]]
 | تاريخ الوصول = 2009-03-23
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181004024632/http://www-g.eng.cam.ac.uk:80/125/achievements/mcmullan/mcm.htm | تاريخ أرشيف = 04 أكتوبر 2018 }}</ref> [[مجهر ضوئي|للمجاهر البصرية]] التقليدية انحلال محدود-الحيود للضوء الأزرق بحوالي 200 نانومتر.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Slayter | الأول = H.S.
 | سنة = 1992
 | عنوان = Light and electron microscopy
 | مسار = http://books.google.com/?id=LlePVS9oq7MC&pg=PA1
 | صفحة = 1
 | ناشر = [[مطبعة جامعة كامبريدج]]
 | الرقم المعياري = 0-521-33948-0
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315163110/https://books.google.com/books?id=LlePVS9oq7MC&pg=PA1&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref> وعند المقارنة فإن المجاهر الإلكترونية تتحدد ب[[موجة مادية|طول دي بروجلي الموجي]] للإلكترون. فمثلا يساوي هذا الطول الموجي 0.0037 نانومتر للإلكترونات عند تسارعها عبر 100,000 فولت طاقة كهربائية.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Cember | الأول = H.
 | سنة = 1996
 | عنوان = Introduction to Health Physics
 | مسار = http://books.google.com/?id=obcmBZe9es4C&pg=PA42
 | صفحات = 42–43
 | ناشر = [[ماكجرو هيل التعليم|McGraw-Hill Professional]]
 | الرقم المعياري = 0-07-105461-8
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191115004414/https://books.google.com/books?id=obcmBZe9es4C&pg=PA42&hl=es|تاريخ أرشيف=2020-03-15}}</ref> ومقدرة [[مجهر تصحيح انحراف إرسال الإلكترون]] تكون مادون 0.05 نانومتر كثافة نقطية، وهي أكثر من كافي لحل الذرات المنفردة.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 | الأخير = Erni | الأول = R.
 | coauthor = ''et al.''
 | سنة = 2009
 | عنوان = Atomic-Resolution Imaging with a Sub-50-pm Electron Probe
 | صحيفة = [[Physical Review Letters]]
 | المجلد = 102 | العدد = 9 | صفحة = 096101
 | doi =10.1103/PhysRevLett.102.096101
 | pmid = 19392535
| bibcode=2009PhRvL.102i6101E
}}</ref> فتلك الإمكانية تجعل من المجهر الإلكتروني ذا فائدة لمختبر تصوير عالي الدقة، ولكنها تبقى أدوات ذات كلفة عالية وكذلك صيانتها.

هناك نوعان رئيسيان من المجاهر الإلكترونية: [[مجهر إلكتروني نافذ|مجهر نافذ]] و[[مجهر إلكتروني ماسح|مجهر ماسح]]. فوظيفة النافذ مشابهة نوعا ما ل[[جهاز العرض العلوي]]، بحيث تمر حزمة الالكترونات عبر شريحة مادة ثم تعرضها عدسات التصوير على {{وإو|لغ=en|تر=Reversal film|عر=فيلم عاكس|نص=شريحة مصورة}} أو [[جهاز اقتران الشحنة|جهاز مزدوج الشحنة]]. يتم إنتاج الصورة في المجاهر الإلكترونية الماسحة عن طريق [[مسح نقطي|تنقيط]] شعاع الإلكترون ذو تركيز دقيق كما هو في جهاز التلفزيون، وهي عينة شملتها دراسة. ويكون نطاق التكبير من X100 إلى X1,000,000 أو أعلى لكلا نوعي المجاهر. ويستخدم [[مجهر مسح نفقي|مجهر المسح النفقي]] نفق كمي من الإلكترونات من طرف معدني حاد لمادة شملتها الدراسة بحيث تنتج من سطحها صورا مصفوفة ذريا.<ref name="bozzola_1999">
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Bozzola | الأول = J.J.
 | الأخير2 = Russell | الأول2 = L.D.
 | سنة = 1999
 | عنوان = Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists
 | مسار = http://books.google.com/?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA12
 | ناشر = [[Jones & Bartlett Publishers]]
 | صفحات = 12, 197–199
 | الرقم المعياري = 0-7637-0192-0
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315163142/https://books.google.com/books?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA12&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-11}}</ref><ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Flegler | الأول = S.L.
 | الأخير2 = Heckman Jr. | الأول2 = J.W.
 | الأخير3 = Klomparens | الأول3 = K.L.
 | سنة = 1995
 | عنوان = Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction 
 | مسار = https://archive.org/details/scanningtransmis0000fleg_a7x2 | ناشر = [[دار نشر جامعة أكسفورد|مطبعة جامعة أكسفورد]]
 | صفحات = [https://archive.org/details/scanningtransmis0000fleg_a7x2/page/43 43]–45 | طبعة = Reprint
 | الرقم المعياري = 0-19-510751-9
}}</ref><ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Bozzola | الأول = J.J.
 | الأخير2 = Russell | الأول2 = L.D.
 | سنة = 1999
 | عنوان = Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists
 | مسار = http://books.google.com/?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA9
 | ناشر = [[Jones & Bartlett Publishers]]
 | طبعة = 2nd | صفحة = 9
 | الرقم المعياري = 0-7637-0192-0
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200314140229/https://books.google.com/books?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA9&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-14}}</ref>

=== تطبيقات أخرى ===
في [[ليزر الإلكترون الحر]] (FEL) تمرر [[حزمة إلكترونية نسبوية|الحزمة الإلكترونية النسبوية]] عبر زوج من أجهزة الإدراج (Undulators) التي تحتوي على صفائف من [[مغناطيس ثنائي الأقطاب]] التي توجه حقولها باتجاهات متناوبة. فينبعث من الالكترونات أشعة السنكروترون التي بدورها تتفاعل [[اتساق (فيزياء)|بتماسك]] مع ذات الإلكترونات فيؤدي إلى تضخيم قوي في حقل الإشعاع عند تردد [[رنين (فيزياء)|الصدى]]. ويمكن لليزر الإلكترون الحر أن يبعث إشعاع كهرومغناطيسي متماسك عالي [[إشعاعية|التألق]] وبنطاق ترددات واسع تبدأ من [[موجة صغرية|الموجات الدقيقة]] إلى [[أشعة سينية|الأشعة السينية]] الخفيفة. ويمكن استخدام تلك الأجهزة مستقبلا في الصناعة والاتصالات والتطبيقات الطبية المختلفة، مثل جراحة الأنسجة اللينة<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Freund | الأول = H.P.
 | الأخير2 = Antonsen | الأول2 = T.
 | سنة = 1996
 | عنوان = Principles of Free-Electron Lasers
 | مسار = http://books.google.com/?id=73w9tqTgbiIC&pg=PA1
 | صفحات = 1–30
 | ناشر = [[شبرينغر|سبرنجر]]
 | الرقم المعياري = 0-412-72540-1
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200315163247/https://books.google.com/books?id=73w9tqTgbiIC&pg=PA1&hl=en|تاريخ أرشيف=2020-03-11}}</ref>

تتميز الإلكترونات بأنها قلب [[صمام الأشعة المهبطية|أنابيب الأشعة المهبطية]] المستخدمة في أجهزة عرض آلات المختبر و[[شاشة حاسوب|شاشات الكمبيوتر]] و[[تلفاز|أجهزة التلفزيون]].<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Kitzmiller | الأول = J.W. 
 | سنة = 1995
 | عنوان = Television Picture Tubes and Other Cathode-Ray Tubes: Industry and Trade Summary
 | صفحات = 3–5
 | ناشر = [[DIANE Publishing]]
 | الرقم المعياري = 0-7881-2100-6
}}</ref> فكل فوتون في [[صمام تضخيم ضوئي|صمام التضخيم الضوئي]] يضرب [[مهبط ضوئي|المهبط الضوئي]] ينشأ عنه انهيار للإلكترونات فتنتج تيار نبضي قابل للكشف.<ref>
{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Sclater | الأول = N.
 | سنة = 1999
 | عنوان = Electronic Technology Handbook
 | وصلة = https://archive.org/details/electronicstechn0000scla | صفحات = [https://archive.org/details/electronicstechn0000scla/page/227 227]–228
 | ناشر = [[ماكجرو هيل التعليم|McGraw-Hill Professional]]
 | الرقم المعياري = 0-07-058048-0
}}</ref> وقد لعبت [[صمام مفرغ|الصمامات المفرغة]] دورًا حاسمًا في تطوير تكنولوجيا الإلكترونيات، حيث تستخدم دفق الإلكترونات في معالجة الإشارة الكهربائية. ومع هذا فقد حلت آلات ال[[ترانزستور]] الإلكترونية الصلبة محلها في جميع المجالات تقريبًا.<ref>
{{استشهاد بويب
 | مؤلف = Staff
 | سنة = 2008
 | عنوان = The History of the Integrated Circuit
 | مسار = https://www.nobelprize.org/educational_games/physics/integrated_circuit/history/
 | ناشر = [[مؤسسة نوبل]]
 | تاريخ الوصول = 2008-10-18
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20100109052223/http://nobelprize.org:80/educational_games/physics/integrated_circuit/history/ | تاريخ أرشيف = 09 يناير 2010 | وصلة مكسورة = yes }}</ref>

== انظر أيضًا ==
* [[تأثير زيمان]]
* [[إثارة الإلكترون]]

== هوامش ==
* {{هامش|*}} المرادفات في القواميس '''الكُهَيرِب'''<ref group="عر">{{استشهاد بويكي بيانات|Q112315598|صفحة=389}}</ref> أو '''الجسيم الكهربي'''

== ملاحظات ==
{{مراجع|group="معلومة"|2}}

== المراجع ==
;العربية
{{بداية المراجع}}
{{مراجع|مجموعة=عر}}
{{نهاية المراجع}}
;الإنجليزية
{{بداية المراجع}}
{{مراجع|محاذاة=نعم}}
{{نهاية المراجع}}

== وصلات خارجية ==
{{روابط شقيقة}}
* {{استشهاد بويب
 | عنوان = اكتشاف الإلكترون
 | مسار = http://www.aip.org/history/electron/
 | ناشر = [[المعهد الأمريكي للفيزياء|المعهد الأميريكي للفيزياء]], مركز تاريخ الفيزياء
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20151227175524/https://www.aip.org/history/electron/|تاريخ أرشيف=2015-12-27}}
* {{استشهاد بويب
 | عنوان = Particle Data Group
 | مسار = http://pdg.lbl.gov/
 | ناشر = [[جامعة كاليفورنيا]]
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200310010142/http://pdg.lbl.gov|تاريخ أرشيف=2020-03-10}}
* {{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Bock | الأول = R.K.
 | الأخير2 = Vasilescu | الأول2 = A.
 | سنة = 1998
 | عنوان = The Particle Detector BriefBook
 | مسار = http://physics.web.cern.ch/Physics/ParticleDetector/BriefBook/
 | طبعة = 14th
 | ناشر = [[شبرينغر|سبرنجر]]
 | الرقم المعياري = 3-540-64120-3
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190905223821/http://physics.web.cern.ch:80/Physics/ParticleDetector/BriefBook/|تاريخ أرشيف=2019-09-05}}
{{كهروديناميكا كمية}}
{{جسيمات}}
{{ميكانيكا الكم}}
{{معرفات مركب كيميائي}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|الفيزياء|الكيمياء|طاقة|علم المواد|علوم|كيمياء فيزيائية|ميكانيكا الكم}}
{{شريط محتوى متميز|مختارة|التاريخ=27 يونيو 2012|النسخة=8842181}}

[[تصنيف:إلكترون|*]]
[[تصنيف:العلم في 1897]]
[[تصنيف:إلكترونيات دورانية]]
[[تصنيف:جسيمات أولية]]
[[تصنيف:دخيل إغريقي]]
[[تصنيف:كهروديناميكا كمية]]
[[تصنيف:ليبتونات]]
[[تصنيف:مفاهيم فيزيائية]]