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在上個(gè)世紀(jì)，人類的自然科學(xué)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在前半葉占主導(dǎo)地位的是相對(duì)論和量子力學(xué)，這是兩個(gè)基礎(chǔ)理論，一個(gè)改變了人們對(duì)物質(zhì)、能量、運(yùn)動(dòng)和時(shí)空關(guān)系的認(rèn)識(shí)，一個(gè)改變?nèi)祟悓?duì)微觀世界本質(zhì)的認(rèn)識(shí) 。
到了后半葉，自然科學(xué)發(fā)展的勢(shì)頭并沒有減弱，因?yàn)榱Ｗ游锢韺W(xué)異軍突起，讓我們對(duì)這個(gè)世界的認(rèn)識(shí)又提高了一個(gè)深度，粒子物理學(xué)說白了就是研究這個(gè)世界的組成成分，以及這些成分之間力的運(yùn)作方式 。
總結(jié)起來就是四個(gè)字：標(biāo)準(zhǔn)模型 。它囊括了目前人類所知的所有基本粒子，以及它們之間相互作用的方式，可以說標(biāo)準(zhǔn)模型是人類目前最大的知識(shí)成就，也是人類400多年來物理知識(shí)的大成 。
所以從這節(jié)課開始，我們就說亞原子粒子的發(fā)現(xiàn)，以及它們之間的相互作用，我們先說電子，因?yàn)樗堑谝粋€(gè)被人類識(shí)別出來的亞原子粒子 。
我們現(xiàn)在知道，電子帶負(fù)電，它所攜帶的電荷是1.6×10^-19庫侖，那么庫侖的定義是，1安培的電流在1秒種內(nèi)，流過一根導(dǎo)線任一截面的電荷 。
因此我們說的1安培就是每秒1庫侖，根據(jù)電子所攜帶的電荷，我們就能知道1安培的電流其實(shí)就是每秒鐘有6.25×10^18個(gè)電子流過 。這個(gè)我們?cè)诤竺嬲f到電場(chǎng)力的時(shí)候會(huì)詳細(xì)地說到 。
那么在粒子物理學(xué)中，我們一般不太說電子具體的電荷是多少，而是會(huì)把電子所攜帶的電荷當(dāng)作一個(gè)基本的電荷單位，就是1，我們會(huì)說一個(gè)物體攜帶了多少個(gè)電子電荷，這樣使用起來非常方便 。
我們現(xiàn)在還知道電子的質(zhì)量是9.1094×10^-31千克，或者也可以說成是0.511Mev，之所以能這樣說，是因?yàn)閻垡蛩固沟馁|(zhì)能方程 。
那么電子伏特是能量單位，它的定義是，一個(gè)電子在經(jīng)過1伏特的電勢(shì)差后所能獲得的動(dòng)能 。1電子伏特等于1.602×10^-19焦耳，可以看出電子伏特是一個(gè)非常小的單位，是專門為表示粒子所攜帶的能量而創(chuàng)造的 。
同時(shí)我們也可以看出來電子它的質(zhì)量真的很小，是目前我們所知是除中微子以外，第二輕的基本粒子，是最輕的帶電粒子 。
但電子對(duì)我們來說是非常的重要，因?yàn)樗|(zhì)量很小，而且還非常穩(wěn)定，且?guī)в胸?fù)電荷，因此電子是原子重要的組成部分，它在核外繞著帶正電的原子核運(yùn)行 。
而其他所知的所有基本粒子沒有一個(gè)可以勝任電子的工作，不是因?yàn)樗鼈儾环€(wěn)定、就是因?yàn)樗鼈儾粠щ?，例如繆子和中微子，這兩個(gè)一個(gè)在2.19712×10^-6秒會(huì)發(fā)生衰變，另外一個(gè)為電中性，所以在原子中就不存在這些粒子 。
因此我們?cè)谌粘Ｉ钪锌吹降幕瘜W(xué)反應(yīng)、生物學(xué)過程、電磁現(xiàn)象都跟電子有著直接的關(guān)系 。這也是為什么電子是我們第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的基本粒子 。因?yàn)樗龅氖绿嗔?，太重要?。
那么是誰發(fā)現(xiàn)了電子？英國物理學(xué)家J.J湯姆遜在卡文迪許實(shí)驗(yàn)室研究陰極射線的時(shí)候，測(cè)量了陰極射線粒子的荷質(zhì)比，確定了原子中基本帶電粒子，電子的存在 。1897年，他把這些研究結(jié)果寫成了三篇論文 。
為了把這件事說得更詳細(xì)一些，讓大家都了解湯姆遜是怎樣測(cè)量電子的荷質(zhì)比的，我覺得在這之前還是要鋪墊很多的基礎(chǔ)知識(shí) 。
這會(huì)涉及到電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、電場(chǎng)、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)和磁場(chǎng)力，等等這些基礎(chǔ)知識(shí) 。好，那我們這節(jié)課的后半部分就說，人類是怎樣發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象，以及對(duì)電現(xiàn)象研究的歷史 。
人類發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象其實(shí)非常的偶然，并不是我們想象地看到了雷電，就認(rèn)為大自然有電現(xiàn)象，而是古時(shí)候的富人們一手拿著毛皮、一手拿著琥珀，在他們擦拭完琥珀以后，就發(fā)現(xiàn)被毛皮摩擦過的琥珀可以吸引細(xì)小的物體，比如一些毛發(fā)、碎屑之類的東西 。
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