Page 143 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

磁场和自旋旋进磁场的叠加，即
B  B l p  B p lm  B p sm （8.82）
p
同样的，Bp 是由多个变化的磁场叠加而成的非均匀可变磁场。
氢原子的内部磁场是核外电子和核质子的运动所产生的磁场的叠加，即
B  B  B p
e
 B  B e lm  B e sm  B l p  B p lm  B p sm （8.83）
l e
B 代表氢原子内部磁场，它是非均匀时变磁场。推而广之，在所有原子内部，核外电子和原
子核的运动都会产生磁场，包括轨道磁场、轨道旋进磁场和自旋旋进磁场，这些磁场可统称
为原子内生磁场。设原子有 n 个核外电子，那么原子的内生磁场可表示为
B  B  B e 2   B e n  B N （8.84）
1 e
BN 是原子核的运动所产生的磁场。原子内生磁场 B 是非均匀可变磁场。
在氢原子内生磁场中，核外电子感受到的洛伦兹力可表示为
F e B  F  F e lm  F e sm （8.85）
l e
其中
F   e e  B l p ， F e lm   e e  B p lm ， F e sm   e e  B p sm
l e
FeB 代表核外电子在原子内生磁场 B 中感受到的洛伦兹力，Fel、Felm 和 Fesm 分别代表核外电
子在核质子的轨道磁场、轨道旋进磁场和自旋旋进磁场中感受到的洛伦兹力。其中
   l e   e lm   e sm （8.86）
e
υe 是核外电子的空间运动速度，它是电子的轨道运动速度、轨道旋进速度和自旋旋进速度的
矢量和。
同样，在氢原子内生磁场中，核质子感受到的洛伦兹力可表示为
F p B  F l p  F p lm  F p sm （8.87）

其中
F l p  e p  B l e ， F p lm  e p  B e lm ， F p sm  e p  B e sm

FpB 是核质子在原子内生磁场 B 中感受到的洛伦兹力，Fpl、Fplm 和 Fpsm 分别代表核质子在核
外电子的轨道磁场、轨道旋进磁场和自旋旋进磁场中感受到的洛伦兹力。υp 是核质子的空间
运动速度，它是核质子的轨道运动速度、轨道旋进速度和自旋旋进速度的矢量和。

下面我们再来讨论氢原子中核外电子的能量。在核外电子的四种运动形式中，轨道运动
和自旋是主要的运动形式，轨道旋进和自旋旋进是电子在原子内生磁场中产生的附加运动形
式，每一种运动形式都有相应的能量。所以，氢原子的核外电子的总能量 E 包括轨道运动
能量 Eel、自旋能量 Ees、轨道旋进能量 Eelm、自旋旋进能量 Eesm 等四个部分
E  E l e  E e s  E e lm  E e sm （8.88）
这些能量可以用对应的运动频率来表示，即
h  h l e  h e s  h e lm  h e sm （8.89）

其中
   l e   e s   e lm   e sm （8.90）

νel、νes、νelm 和νesm 分别代表电子的轨道运动频率、自旋频率、轨道旋进频率和自旋旋进频率。
在非相对论情形下，核外电子的轨道运动的动能可表示为

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