光子和电子之间是如何相互作用的？自由电子和原子中的电子与光子的相互作用有什么不同？

电子的发现

1897年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的汤姆生重做了赫兹的实验。使用真空度更高的真空管和更强的电场，他观察出负极射线的偏转，并计算出负级射线粒子的质量与的电荷比例，汤姆生用电子来称呼这种粒子，因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖。

电子的运动

电子是带负电的亚原子粒子。它可以是自由的（不属于任何原子），也可以被原子核束缚。原子中的电子在各种各样的半径和描述能量级别的球形壳里存在。球形壳越大，包含在电子里的能量越高。

在电导体中，电流由电子在原子间的独立运动产生，通常从电极的阴极到阳极。在半导体材料中，电流也是由运动的电子产生的。

物质的构成

物质的基本构成单位（原子）是由电子、中子和质子三者共同组成。中子不带电，质子带正电，原子对外不显电性。相对于中子和质子组成的原子核，电子的质量极小。质子的质量大约是电子的1840倍。

电流的形成

当电子脱离原子核束缚在其它原子中自由移动时，其产生的净流动现象称为电流。

各种原子束缚电子能力不一样，于是就由于失去电子而变成正离子，得到电子而变成负离子。

静电的形成

静电是指当物体带有的电子多于或少于原子核的电量，导致正负电量不平衡的情况。当电子过剩时，称为物体带负电；而电子不足时，称为物体带正电。当正负电量平衡时，则称物体是电中性的。静电在我们日常生活中有很多应用，像激光打印机等。

光子的提出

1901年，德国物理学家普朗克找到了与实验相符的在热平衡下的绝对黑体辐射谱的能量分布规律。这个规律是量子理论发展的出发点。这规律的基础是假定物质发出光和吸收光具有不连续的特性，并且假定光为一个一个有限部分（光量子）发出或吸收。

光子的作用

光子是传递电磁相互作用的基本粒子，光子是电磁辐射的载体，与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性，光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质。而光子的粒子性可由光电效应证明。光子只能传递量子化的能量。

光子与带电粒子

量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。

光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少正比于光波的频率大小， 频率越高, 能量越高。当一个光子被原子吸收时，就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。