Page 117 - 世界学

第三章 微观世界学 101

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电子内部的总动能 ΣW=1/2mc ，正好为电子静质能的一半。
我们来看电子具有的能量，它有电场势能、磁能、动能，由于具有质量，所以

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电子还有静质能。可见能量具有多样性。通过计算，可知电子的静质能 E=mc ，为
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0.5MeV，大小正好等于光转化来的能量，扣除电子内部的总动能 ΣW=1/2mc ，剩
下的显然不够电子的电场势能、磁能等分了。
原来，电子具有的众多能量形式，它们之间的关系是严格遵循能量守恒及转化

定律，总能量只有 0.5MeV，就这么点能量在转来转去。
通过以上的分析，可知电子的每个组分有两个矢量，电场矢量使得电子具有电

场，磁场矢量使得电子自转，转动的电场就是磁场。
电子组分是由光子转变而来的，少了一个传递方向矢量，质量为零，是个无穷
小量，数学上说有限个无穷小量之和为零，无限个无穷小量之和不为零，由于电子

质量的存在，可见电子的组分有无限个，这也解释了大自然中物质质量来源的客观
秘密——无限个无穷小量之和不为零，当然，大小符合爱因斯坦质能公式。

计算可知电子中心的电势为 U=W/q=500000V。
正负电子相遇会发生湮灭，原因是二电子的电子组分获得了一个矢量作为传递

方向矢量，变成了光子。（注：正负电子的电场矢量方向相反。）
由此亦可推论：所有的粒子都是共振态。

4. 电子的波动性质
德布罗意假设，电子也同时伴随着一个波，他预言电子在通过一个小孔或者晶
体的时候，应该会产生一个可观测的衍射现象。1925 年，当戴维孙和革末在进行

电子在镍晶体中的散射实验时，首次得到了电子在晶体中的衍射现象。当他们了解
到德布罗意的工作以后，于 1927 年又较精确地进行了这个实验。实验结果与德布

罗意波的公式完全符合，从而有力地证明了电子的波动性。
电子的波动性也同样表现在电子在通过双狭缝时的干涉现象中。如果每次只发

射一个电子，它将以波的形式通过双缝后，在感光屏上随机地激发出一个小亮点。
多次发射单个电子或者一次发射多个电子，感光屏上将会出现明暗相间的干涉条纹。

这就再次证明了电子的波动性。
电子打在屏幕上的位置，有一定的分布概率，随时间可以看出双缝衍射所特有
的条纹图像。假如一个光缝被关闭的话，所形成的图像是单缝特有的波的分布概率。