電子
電子を粒子ではなく場と見なしたとき、その場のことを電子場と呼ぶ。相対論的な電子場はディラック方程式に、非相対論的な電子場はド・ブロイ方程式に従う。
また、もし陰極線の正体が荷電した粒子であれば、電場によってより容易に偏向するだろうことが予測される。この測定は真空度が低いと上手くいかないため観測されていなかったが、1896年にグスタフ・ヤフマンが、1897年にJ・J・トムソンが、静電気によって陰極線が偏向することを実証した。
陰極線の研究とは別に、1896年から1897年にかけてピーター・ゼーマンらは、ゼーマン効果の研究からイオン振動子(電子)の比電荷を求め、この結果から、電子は電荷が負で原子より小さいという概念に至った。1897年にエミール・ヴィーヘルト、J・J・トムソンはそれぞれ陰極線を構成する粒子の比電荷を測定し、その粒子が原子より非常に小さくて軽いと結論付けた。これに先立って1890年までにアーサー・シュスターが陰極線の比電荷を測定していたが、その時点では電子が原子から分離するとは考えられていなかったため正しく解釈されず、また測定結果も信用されなかった。1899年にJ・J・トムソンは電子の電荷だけを測定し、それにより質量も計算することができた。ロバート・ミリカンは1911年に単一の電子を分離することに成功した。
この電子の発見は原子モデルに大きな変化をもたらした。
トムソン断面積 σe は
σ e = 8 π 3 r e 2 = 6.652 458 7321 ( 60 ) × 10 − 29 m 2 {\displaystyle \sigma _{\text{e}}={\frac {8\pi }{3}}\,{r_{\text{e}}}^{2}=6.652~458~7321(60)\times 10^{-29}\ {\text{m}}^{2}}
である(2018 CODATA)。