전자

원자 내의 원자핵과 전자

개요

전자(電子, 영어: electron 일렉트론)는 기본 입자의 하나로, 양성자, 중성자로 구성된 원자핵과 함께 원자를 구성하는 입자이다. 음(-)전하를 띠며, 전하량의 크기는 양성자와 같다. 전기라는 현상을 일으키는 핵심적인 입자이다. 전자계산기·전자담배와 같이, 전기 현상을 이용한 기기 중 비교적 작은 전류를 이용한 것을 전자제품으로 부르며 흔히 이름 앞에 전자라는 말을 붙인다.

물리적 성질

전하량

전자가 가진 전하량의 절댓값을 기본 전하라고 부른다. 기본 전하는 기호로 e라고 쓰며, 그 값은 쿨롱의 정의에 의해 정확히 1.602176634×10^-19 C이다. 전자의 전하는 음(-)이므로, 전자의 전하량은 -e이다.

질량

정지질량은 약 9.10938356×10^-31 kg 정도로 측정된다. 질량-에너지 동등성을 이용해 에너지의 단위로 쓰면 약 0.511 MeV 정도이다. 양성자는 전자보다 약 1836배 무겁다.

스핀

스핀은 1/2이다. 따라서 전자는 파울리 배타 원리가 적용되는 페르미온(스핀이 1/2, 3/2, 5/2, ...인 입자)이다. 이 스핀은 입자가 가진 고유 각운동량으로 볼 수 있다.

파동-입자 이중성

다른 모든 물질들과 같이 전자는 파동성과 입자성을 모두 띤다. 이중 슬릿에 전자를 쏘면, 일반적으로 파동에서만 나타나는 것으로 여겨지는 회절과 간섭 현상을 발견할 수 있다.

발견

조지프 존 톰슨은 자신의 음극선 실험 결과를 1897년 4월 30일 영국 왕립연구소에서 발표한다. 이 발표 결과는 음극선이 음(-)의 전하를 띠는 어떤 입자의 흐름이라는 것이었고, 이를 훗날 전자(electron)라고 부르게 되었다.