電子領域

平時我們所用的電腦等等一些電子產(chǎn)品雖然極大的改變提高了人類文明，但是，它們只能算是技術，而不能算科學。其實，對人類文明影響最深刻的，應該算是基礎學科，（例如，數(shù)學，物理）方面的成果。

自從英國的物理學家湯姆生發(fā)現(xiàn)了原子結構中的電子以來，人類進入了一個嶄新的電子時代，世界大變樣，人類文明進入了新的紀元。2100433B

弱電一般是指音頻、視頻線路、網(wǎng)絡線路、電話線路，電壓一般在0到32V。家用電器中的電話、電腦、電視機的信號輸入（有線電視線路）、音響設備（輸出端線路）等用電器均為弱電電氣設備。

柔性電子涵蓋有機電子、塑料電子、生物電子、納米電子、印刷電子等，包括RFID、柔性顯示、有機電致發(fā)光(OLED)顯示與照明、化學與生物傳感器、柔性光伏、柔性邏輯與存儲、柔性電池、可穿戴設備等多種應用。隨著其快速的發(fā)展，涉及到的領域也進一步擴展，目前已經(jīng)成為交叉學科中的研究熱點之一。

電子的應用領域很多，像電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等等。在實驗室里，精密的尖端儀器，像四極離子阱，可以長時間約束電子，以供觀察和測量。大型托卡馬克設施，像國際熱核聚變實驗反應堆，借著約束電子和離子等離子體，來實現(xiàn)受控核聚變。無線電望遠鏡可以用來探測外太空的電子等離子體。

在一次美國國家航空航天局的風洞試驗中，電子束射向航天飛機的迷你模型，模擬返回大氣層時，航天飛機四周的游離氣體。

電子天文觀測

遠距離地觀測電子的各種現(xiàn)象，主要是依靠探測電子的輻射能量。例如，在像恒星日冕一類的高能量環(huán)境里，自由電子會形成一種藉著制動輻射來輻射能量的等離子。電子氣體的等離子振蕩。是一種波動，是由電子密度的快速震蕩所產(chǎn)生的波動。這種波動會造成能量發(fā)射。天文學家可以使用無線電望遠鏡來探測這能量。

電子焊接應用

電子束科技，應用于焊接，稱為電子束焊接。這焊接技術能夠將高達107W·cm²能量密度的熱能，聚焦于直徑為0.3～1.3mm的微小區(qū)域。使用這技術，技工可以焊接更深厚的物件，限制大部分熱能于狹窄的區(qū)域，而不會改變附近物質的材質。為了避免物質被氧化的可能性，電子束焊接必須在真空內進行。不適合使用普通方法焊接的傳導性物質，可以考慮使用電子束焊接。在核子工程和航天工程里，有些高價值焊接工件不能忍受任何缺陷。這時候，工程師時常會選擇使用電子束焊接來完成任務。

電子印刷電路

電子束平版印刷術是一種分辨率小于一毫米的蝕刻半導體的方法。這種技術的缺點是成本高昂、程序緩慢、必須操作于真空內、還有，電子束在固體內很快就會散開，很難維持聚焦。最后這缺點限制住分辨率不能小于10nm。因此，電子束平版印刷術主要是用來制備少數(shù)量特別的集成電路。

電子放射治療

技術使用電子束來照射物質。這樣，可以改變物質的物理性質或滅除醫(yī)療物品和食品所含有的微生物。做為放射線療法的一種，直線型加速器。制備的電子束，被用來照射淺表性腫瘤。由于在被吸收之前，電子束只會穿透有限的深度（能量為5～20MeV的電子束通?？梢源┩?cm的生物體），電子束療法可以用來醫(yī)療像基底細胞癌一類的皮膚病。電子束療法也可以輔助治療，已被X-射線照射過的區(qū)域。

粒子加速器使用電場來增加電子或正子的能量，使這些粒子擁有高能量。當這些粒子通過磁場時，它們會放射同步輻射。由于輻射的強度與自旋有關，因而造成了電子束的偏振。這過程稱為索克洛夫-特諾夫效應。很多實驗都需要使用偏振的電子束為粒子源。同步輻射也可以用來降低電子束溫度，減少粒子的動量偏差。一當粒子達到要求的能量，使電子束和正子束發(fā)生互相碰撞與湮滅，這會引起高能量輻射發(fā)射。探測這些能量的分布，物理學家可以研究電子與正子碰撞與湮滅的物理行為。

電子成像技術

低能電子衍射技術（LEED）照射準直電子束于晶體物質，然后根據(jù)觀測到的衍射圖案，來推斷物質結構。這技術所使用的電子能量通常在20～200eV之間。反射高能電子衍射（RHEED)）技術以低角度照射準直電子束于晶體物質，然后搜集反射圖案，從而推斷晶體表面的資料。這技術所使用的電子的能量在8～20keV之間，入射角度為1～4°。

電子顯微鏡將聚焦的電子束入射于樣本。由于電子束與樣本的相互作用，電子的性質會有所改變，像移動方向、相對相位和能量。細心地分析這些數(shù)據(jù)，即可得到分辨率為原子尺寸的樣本影像。使用藍色光，普通的光學顯微鏡的分辨率，因受到衍射限制，大約為200nm；相互比較，電子顯微鏡的分辨率，則是受到電子的德布羅意波長限制，對于能量為100keV的電子，分辨率大約為0.0037nm。像差修正穿透式電子顯微鏡。能夠將分辨率降到低于0.05nm，足夠清楚地觀測個別原子。這能力使得電子顯微鏡成為，在實驗室里，高分辨率成像不可缺少的儀器。但是，電子顯微鏡的價錢昂貴，保養(yǎng)不易；而且由于操作時，樣品環(huán)境需要維持真空，科學家無法觀測活生物。

電子顯微鏡主要分為兩種類式：穿透式和掃描式。穿透式電子顯微鏡的操作原理類似高架式投影機，將電子束對準于樣品切片發(fā)射，穿透過的電子再用透鏡投影于底片或電荷耦合元件。掃描電子顯微鏡用聚焦的電子束掃描過樣品，就好像在顯示機內的光柵掃描。這兩種電子顯微鏡的放大率可從100倍到1 000 000倍甚至更高。應用量子隧穿效應，掃描隧道顯微鏡將電子從尖銳的金屬針尖隧穿至樣品表面。為了要維持穩(wěn)定的電流，針尖會隨著樣品表面的高低而移動，這樣即可得到分辨率為原子尺寸的樣本表面影像。

電子自由雷射

自由電子雷射將相對論性電子束通過一對波蕩器。每一個波蕩器是由一排交替方向的磁場的磁偶極矩組成。由于這些磁場的作用，電子會發(fā)射同步輻射；而這輻射會同調地與電子相互作用。當頻率匹配共振頻率時，會引起輻射場的強烈放大。自由電子雷射能夠發(fā)射同調的高輻射率的電磁輻射，而且頻域相當寬廣，從微波到軟X-射線。不久的將來，這儀器可以應用于制造業(yè)、通訊業(yè)和各種醫(yī)療用途，像軟組織手術。