Rayon classique de l'électron, une échelle de longueur dérivée de sa charge et de sa masse.Le rayon classique de l'électron est une échelle de longueur qui émerge lorsqu'on traite l'électron comme une charge ponctuelle classique possédant une certaine auto-énergie électromagnétique. Il est défini comme le rayon pour lequel l'énergie potentielle électrostatique d'une sphère de charge égale l'énergie de masse au repos de l'électron. Sa valeur est d'environ 2,818 × 10^-15 mètres, soit environ trois femtomètres.
Ce concept a été introduit à la fin du XIXe siècle par des physiciens tels que Hendrik Lorentz et Max Abraham, qui exploraient l'idée que la masse de l'électron pourrait être purement électromagnétique. Il a ensuite été affiné par d'autres, mais le rayon classique de l'électron demeure une échelle utile en électrodynamique classique.
La dérivation suppose que la masse de l'électron est entièrement d'origine électromagnétique. En égalant l'énergie stockée dans le champ électrique d'une sphère uniformément chargée (donnée par la loi de Coulomb) à l'énergie de repos de l'électron (E = mc²), on résout pour le rayon. Il s'agit d'un calcul classique antérieur à la mécanique quantique qui ne reflète pas la taille réelle de l'électron, que les expériences montrent comme ponctuel jusqu'à de très petites échelles.
Le rayon classique de l'électron apparaît dans les formules de la diffusion de Thomson (diffusion de la lumière par des électrons libres), dans le calcul de la section efficace des interactions électron-photon, et comme unité naturelle en physique des particules pour comparer les tailles des structures atomiques et subatomiques.
Malgré son nom, le rayon classique de l'électron est environ 100 000 fois plus petit que le rayon d'un atome d'hydrogène, et les expériences modernes montrent que l'électron n'a pas de taille mesurable jusqu'à au moins 10^-18 mètres.
| E | variable | Kinetic energy of the charged particle — énergie joule |
| x | variable | Path length in the material — longueur metre |
| \rho | variable | Density of the absorbing material — densité kilogram per cubic metre |
| z | variable | Charge number of the incident particle — charge number |
| A | variable | Atomic mass number of the absorber — atomic mass number |
| \beta | variable | Speed of the particle relative to the speed of light — velocity ratio |
| \gamma | variable | Lorentz factor of the particle — facteur de Lorentz |
| v | variable | Speed of the particle — vitesse metre per second |
| W_{\text{max}} | variable | Maximum energy transfer in a single collision — énergie joule |
| I | variable | Mean excitation potential of the absorber — énergie joule |
| \delta | variable | Density correction factor — density correction |
| C | variable | Shell correction factor — shell correction |
| Z | variable | Atomic number of the absorber — atomic number |
| N_A | constante | Number of constituent particles per mole — constante d'Avogadro = 6.02214076e23 per mole |
| r_e | constante | Radius of a classical electron — rayon classique de l'électron = 2.8179403262e-15 metre |
| m_e | constante | Rest mass of the electron — masse de l'électron = 9.1093837015e-31 kilogram |
| c | constante | Speed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second |
| -\frac{d}{dx} | opérateur | Negative derivative with respect to path length — negative derivative |
| \ln | opérateur | Natural logarithm — logarithme naturel |
