Gli elettroni hanno una massa molto più piccola dei protoni, il che li rende molto più suscettibili ai cambiamenti di velocità dovuti ai campi elettrici e magnetici. Negli atomi, gli elettroni orbitano attorno al nucleo ad alta velocità a causa della forza elettrica attrattiva tra gli elettroni caricati negativamente e il nucleo caricato positivamente. La velocità di un elettrone in orbita dipende dal suo livello energetico, con gli elettroni nei livelli energetici più elevati che hanno velocità più elevate.
D'altra parte, i protoni sono molto più massicci e tendono a muoversi in modo relativamente lento rispetto agli elettroni. I protoni sono tipicamente legati all’interno del nucleo di un atomo e il loro movimento è principalmente vibrazionale o rotazionale piuttosto che orbitale. La velocità di un protone all'interno di un nucleo è influenzata dalla forza nucleare forte, che è responsabile di tenere insieme protoni e neutroni contro le forze elettriche repulsive tra protoni carichi positivamente.
Pertanto, elettroni e protoni generalmente non hanno la stessa velocità. Gli elettroni possono avere velocità diverse a seconda dei loro livelli energetici e delle influenze esterne, mentre i protoni all'interno di un atomo hanno velocità relativamente basse a causa della loro massa e del confinamento all'interno del nucleo.
