電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)基本粒子，它帶有負(fù)電荷，電量為1.602176634×10^-19庫侖，質(zhì)量為9.10956×10^-31kg，在經(jīng)典的原子模型中電子圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)，但量子論發(fā)展后電子的行為有些撲朔迷離，而且根據(jù)量子論，瓶子根本沒法裝滿電子，而且瓶子也裝不住電子，這是為何？

發(fā)現(xiàn)電子

電子是英國物理學(xué)家湯姆遜在1897重復(fù)赫茲的實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，但當(dāng)時(shí)湯姆遜并沒有意識(shí)到這就是電子，湯姆遜在1899年做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與熱離子發(fā)射實(shí)驗(yàn)時(shí)才確認(rèn)，之后湯姆遜根據(jù)其發(fā)現(xiàn)的電子設(shè)想了一個(gè)葡萄干補(bǔ)丁的原子模型，當(dāng)然我們知道這個(gè)模型是錯(cuò)的。

原子模型

1909年盧瑟福在指導(dǎo)學(xué)生做α粒子散射時(shí)發(fā)現(xiàn)了原子核，并且根據(jù)α粒子散射的角度計(jì)算出原子核是一個(gè)極小但密度極大的存在，因此盧瑟福修正了湯姆遜的葡萄干補(bǔ)丁模型，祭出了盧瑟福的經(jīng)典原子模型性，但很可惜也是錯(cuò)的。

因?yàn)樵邮侵行缘?，所以原子核必定帶正電荷與電子中和，因此繞著正電荷旋轉(zhuǎn)的電子將會(huì)瞬間落入原子核，原子崩潰，所以盧瑟福的原子模型不會(huì)存在超過一秒。但盧瑟福的學(xué)生玻爾認(rèn)為這個(gè)模型是正確的，只是必須引入一個(gè)普朗克的量子化概念，電子有自己的軌道。它的能量輻射和吸收都是量子化的，當(dāng)然大獲成功，不過要了解電子的特性的話我們還必須了解下以下幾位大神的研究。

電子的各種特性

泡利給玻爾原子模型中的電子規(guī)定了泡利不相容原理，因?yàn)殡娮又g存在費(fèi)米子不能處于同一基態(tài)的原因，所以它們才會(huì)在自己的軌道上在原子中運(yùn)動(dòng)（泡利不相容不屬于四大作用力，僅僅是電子不能處在同一狀態(tài)的簡并力）

費(fèi)米子不相容

德布羅意發(fā)現(xiàn)電子根據(jù)電子的能量以及普朗克的E=HV公式推導(dǎo)出電子還是個(gè)波，電子在前進(jìn)時(shí)的波速高于光速，德布羅意將其稱為相波。

波恩為薛定諤的波動(dòng)方程中的電子分布機(jī)率ψ是一個(gè)概率，并不是一個(gè)空間分布函數(shù)，ψ 的平方代表了電子在某個(gè)地點(diǎn)出現(xiàn)的“概率”。

海森堡則發(fā)現(xiàn)了不確定性原理，簡單的說電子的動(dòng)量和位置是不可能同時(shí)獲知的。

以上就是對(duì)電子的理解，也許科學(xué)界都沒想到，一顆小小的電子居然困擾了科學(xué)及幾十年的時(shí)間，而且奧最后還爭得面紅耳赤，盡管最后確定下來了電子的波粒二象性，但關(guān)于它的一些特性，即使在將近100年后的今天仍然爭論不休。

能將電子裝在玻璃瓶里嗎？

其實(shí)將電子裝進(jìn)玻璃瓶并不難，每個(gè)再真空的瓶子里都會(huì)有幾個(gè)原子，因?yàn)榈厍蛏系恼婵赵O(shè)備制造不出絕對(duì)真空的空間，所以電子就會(huì)隨著原子在瓶子里游蕩?；蛘哂玫聡锢韺W(xué)家F.布朗發(fā)明的應(yīng)急射線管，在瓶子外加上磁場，用陰極射線管轟擊玻璃瓶即可，假設(shè)它不與內(nèi)壁產(chǎn)生轟擊衍射等物理效應(yīng)，那么電子就會(huì)在內(nèi)部堆積起來。

陰極射線管

按粒子性來描述的話，它無法裝滿瓶子，會(huì)留有大量的空隙，有兩個(gè)效應(yīng)，一個(gè)是庫侖斥力，另一個(gè)是泡利不相容原理，所以它們之間的空隙會(huì)很大。

按波動(dòng)性來描述的話，它根本沒法裝，瓶子怎么能裝得住波呢？所以這個(gè)問題很有趣，理論上來看，當(dāng)我們不觀測時(shí)電子是不確定的，更多的時(shí)候表現(xiàn)出的是一個(gè)波，比如它能同時(shí)通過兩條狹縫產(chǎn)生干涉條紋，但它的粒子性又會(huì)受到磁場控制偏轉(zhuǎn)。

還有它的不確定性原理和概率性因素，電子在瓶子里可能呆不住，畢竟沒有原子核束縛的電子成了自由電子，不確定性原理和概率論，以及波粒二象性，上帝，你咋會(huì)做這種事情呢？

一瓶電子有多重，有多少電量？

按一礦泉水瓶來計(jì)算？假如密密麻麻的塞滿電子的話，能塞進(jìn)多少千克呢？當(dāng)然那些啥啥啥量子論的各種效應(yīng)就不考慮了，比如克服了庫侖斥力，也克服了簡并力，按經(jīng)典的粒子一個(gè)個(gè)裝進(jìn)去來假設(shè)計(jì)算！

孔徑光柵下的原子世界

電子的直徑：10^^-15m，那么一個(gè)瓶子里可以裝下：5.2359877559829887307710723054658e-46個(gè)電子

電子的質(zhì)量為：9.10956×10^-31kg，那么這些電子有869940918.9噸

大約是：8.7億噸

如果全部中和，那么產(chǎn)生的能量為：152987120352438518392560J

如果按TNT算的話大約是：36564799319416.47噸

大約是：36.56萬億噸TNT的能量

不錯(cuò)吧，這能量相當(dāng)可觀，就是很難弄這么多電子，弄進(jìn)去了也藏不住哈！

另外一個(gè)小小的瓶子無法束縛住這些電子的庫侖斥力和簡并力，當(dāng)外力一旦撤除后，它們會(huì)恢復(fù)到原來的排斥狀態(tài)，簡單的說會(huì)爆炸，產(chǎn)生的威力可能是有史以來地球上最大的爆炸，但卻不會(huì)炸出什么碎片來，因?yàn)殡娮哟蠹乙部床坏健?/p>