版權歸原作者所有，如有侵權，請聯係我們(men)

電子，這個(ge) 東(dong) 西感覺上離我們(men) 的生活很遠，可實際上卻是無處不在。

一部手機、一塊石頭、一粒塵埃，乃至我們(men) 自己的身體(ti) 之中都有著數不清的電子，那麽(me) 電子到底是什麽(me) 呢？它又是由什麽(me) 所構成的呢？自從(cong) 人類有了思想，就立誌要追尋事物的本源，而要追尋事物的本源，首先就必須要弄明白物質到底是由什麽(me) 所構成的。在自然科學沒有誕生的歲月裏，人們(men) 隻能從(cong) 哲學的角度去思考這一問題，於(yu) 是有人將水視為(wei) 萬(wan) 物的本源，有人將火視為(wei) 萬(wan) 物的本源。這些古代先賢的思考還真不能算是錯的，因為(wei) 從(cong) 自然科學的角度來看，的確是萬(wan) 物同源，水也好、火也罷，又或者是山石、空氣，從(cong) 微觀層麵來看，它們(men) 的本質都是相同的。

什麽(me) 是物質的本質？

大多數的物質都是由一個(ge) 個(ge) 分子所組成的，比如水就是有水分子所組成，而水分子之間的排列方式又會(hui) 導致水呈現出不同的形態，比如當水分子通過氫鍵形成定向有序的排列方式時，水就變成了冰。水分子很小，大概隻有0.4納米，比病毒還要小幾百倍，乃至上千倍，所以用肉眼是根本無法看到的，不過水分子並不是物質的最小形態，它是由原子結合而成的，兩(liang) 個(ge) 氫原子和一個(ge) 氧原子。相比分子而言，原子的個(ge) 頭就更小了，通常還不到0.1納米，但就是這麽(me) 小的東(dong) 西，卻依舊不是構成物質的最小單位。

隨著科學觀測技術的發展，人們(men) 發現原子是由兩(liang) 部分組成的，即原子核與(yu) 核外電子。

對於(yu) 一個(ge) 原子而言，電子是極為(wei) 重要的，如果原子失去了電子，那麽(me) 將會(hui) 變為(wei) 一種很不穩定的離子態物質，我們(men) 日常所使用的鋰電池的充電和放電過程實際上就是鋰原子失去電子後變為(wei) 鋰離子，之後再與(yu) 電子合並恢複為(wei) 鋰原子的過程。在充電的時候，受到外接電源的刺激，鋰電池正極材料中的鋰原子會(hui) 分解為(wei) 鋰離子和電子，分解之後，鋰離子可以直接透過電池內(nei) 部正負極間的隔膜前往負極，而電子則通過外電路前往負極，之後在負極相遇重新結合為(wei) 鋰原子。

同樣，放電的時候，鋰原子會(hui) 再次分解為(wei) 鋰離子和電子，鋰離子還是從(cong) 隔膜回到正極，而電子則通過外電路回歸正極，中途經過用電器為(wei) 其提供電能。

一個(ge) 完整的原子包括原子核與(yu) 核外電子，那麽(me) 這兩(liang) 個(ge) 東(dong) 西還能繼續分割嗎？原子核是可以的，在原子核的內(nei) 部存在著兩(liang) 個(ge) 東(dong) 西，一個(ge) 是質子，一個(ge) 是中子。質子的數量決(jue) 定著元素的種類，比如擁有一個(ge) 質子的就是氫元素，擁有兩(liang) 個(ge) 質子的就是氦元素。而中子數決(jue) 定了不同的同位素，比如擁有一個(ge) 質子和一個(ge) 中子的就是氫的同位素氘，而擁有一個(ge) 質子和兩(liang) 個(ge) 中子的就是氫的同位素氚。不同的質子和中子數量決(jue) 定著不同的元素，那麽(me) 質子和中子還可以繼續分割嗎？

為(wei) 了看看質子和中子裏麵有什麽(me) ，人類用上了粒子對撞機，不過即便如此，也未能將它們(men) 撞開，但這並不是說質子和中子裏麵什麽(me) 也沒有。

因為(wei) 在撞擊的時候，人們(men) 發現質子擁有三個(ge) 不同的散射角度，也就是說質子內(nei) 部還擁有三個(ge) 粒子，並將它們(men) 命名為(wei) 誇克。人類從(cong) 來沒有成功將質子分解開來，因為(wei) 使誇克結合在一起的力是強力，它不像電磁力那樣距離越遠力量越小，而是距離越遠力量越大，所以根本沒有辦法將三個(ge) 誇克拉開，而誇克也被定義(yi) 為(wei) 基本粒子，也就是組成物質的最小結構。迄今為(wei) 止，人類已經發現了很多基本粒子，組成質子的誇克以及原子核外的電子都是其中的一員。

是的，與(yu) 誇克一樣，電子也是基本粒子，是構成物質的最小單位，是不可以再分的，所以沒有辦法解釋電子是由什麽(me) 構成的，因為(wei) 它自己就已經是物質的最小單位了。

基本粒子的種類雖然很多，但可以劃分為(wei) 兩(liang) 類，一類是費米子，另一類是玻色子。它們(men) 都是物質的最小單位，但所扮演的角色不同。費米子物質結構的最小單位，而玻色子則是傳(chuan) 遞相互作用的媒介，比如使三個(ge) 誇克緊密結合的強力就是通過膠子這種玻色子實現傳(chuan) 遞的，如果說費米子是磚塊，那麽(me) 玻色子就是水泥。顯然，電子和誇克都屬於(yu) 費米子，而膠子、光子等都屬於(yu) 玻色子。

歡迎掃碼關(guan) 注深i科普！

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物！