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责任编辑:刘昆山

  现代电子学这个较年轻的学科为什么能够发展的如此之快,对人类活动影响的广度和深度竟然如此之大呢?这要从“电子”这个主人的身份和特长说起:
  现代电子学是从以电子运动、电磁波传播及其相互作用的研究和应用的近代电子学的基础上发展起来的。现代电子学的代表是微电子。微电子技术是在固体物理、器件物理及电子学理论和实践的基础上利用现代微细加工技术和工艺在一个微小的固体材料上制作成具有一定功能的完整电路系统或部件的技术。微电子技术经过半个多世纪的高速发展,已向人们展示出它的无处不在,无所不能,无比强大的生命力。微电子技术使电子设备和系统在小型化、微型化、高可靠性、低成本、节能、降耗和环境保护各方面进入了一个崭新的阶段。

  一、电子是物质存在的基本粒子之一

   物质的微观结构理论告诉我们,一切物体的分子由原子组成,原子由带正电荷的原子核和核外带一个单位负电荷的电子组成,其中原子核几乎集中了整个原子的质量,它由带一个单位正电荷的质子和不带电的中子构成,且原子核内的质子数和核外的电子数相同,故原子核对外呈中性(不显电性)。
  原子很小,数量级为10-10米(十亿分之一米),原子核更小,数量级为10-15米;电子的尺度比原子核中的质子还要小。不妨打个比方:如果把原子放大到兵乓球那么大,就相当于把兵乓球放大到地球那样大小。
  同样,在尺度上:电子与原子之比就相当于蚊子与体育场空间之比
  由此可见,原子结构学说不仅告诉我们原子的构成,还告诉我们每个原子都为周围运动着的电子构建了一个多么大的活动空间。

  二、电子的特性

   电子是电子科学的根本,所有物质的电子是相同的,电子同物质的其他基本粒子相比有着许多不同寻常的特性:
  1、电子的质量同原子核相比微不足道(电子的静止质量为9.10953×10-28克,为氢原子质量的1/1836);
  2、电子荷有1.602189×10-19库仑的负电(每库仑所含的电子数为此数的倒数,即约为6X1018个),都会受原子核(正电荷)和正离子的吸引;
  3、所有物质的电子均可以在所在原子的所属的超大空间范围内做不规则运动;
  4、电子(电荷)周围存在电场,电场对电子(电荷)会产生力的作用;
  5、各种导体中的电子(电荷)在电场力作用下运动时,只传递能量不影响导体物质的变化;
  6、电子(电荷)定向运动产生电流,电流从电源的正极出发经过换能器(用电器)回到电源负极的运动,不是电子从电源正极到负极做全程的飞越式运动,而是导体中自由电子在电场力作用下做传递式运动;
  7、电流在导体中做传递运动的速率与形成电流的电场传播速率(光速c=3×108m/s)接近;
  8、电流(沿电场力方向运动的电子流)周围会产生磁场,磁场对电流(或电荷)也产生力的作用;
  9、当电流变化时,周围的电场和磁场也会随之发生变化,并以电磁波的形式向外传播。电磁波在真空中的传播速度为299792460m/s(接近光速);
  10、带电粒子与电磁场和电磁波相互作用时可发生能量转换。光波(紫外线、可见光和红外线)、χ射线、γ射线等都是电磁波;
  11、在电子运动速度极高和电磁波波长极短时,电子和电磁波具有十分显著的波、粒二象特性;
  12、电子在真空、气体、液体、固体和等离子体中运动时,能产生许多能为人类利用的物理现象;
  13、电磁波在真空、气体、液体、固体和等离子体中传播时,能发生许多能为人类利用的物理效应。
  综上所述,电子在各种物理现象、物理效应和规律中表现出的种种优异的特性,均为电子的各种应用性技术的飞速发展提供了坚实的理论基础和丰富的科学资源。
  恁喜欢电子科学吗,它可以给您带来无穷的乐趣。

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