Page 164 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

式可以写成
B  B bl （9.17）
b
即靶电子周围磁场 Bb 主要取决于靶电子的轨道运动状态。已知靶电子的轨道运动状态由四
个量子数决定，它们是主量子数 n、轨道量子数 l、轨道磁量子数 ml 和自旋磁量子数 ms，当
这些量子数确定时，Bb 为确定的，因此可以说，靶电子周围磁场 Bb 是量子化的。另外，磁
场 Bbl 为非均匀可变场，故磁场 Bb 为非均匀可变场。虽然靶电子周围磁场 Bb 会受到靶原子
的其它核外电子和原子核的内生磁场的影响，但它们离入射电子较远，加上德拜屏蔽效应，

其影响可忽略不计。
入射电子可视为以速度υa 做匀速直线运动的电子，而运动电子周围必然存在磁场。根据
电磁学理论，当υa 远小于光速时，入射电子做匀速直线运动所产生的磁场可表示为
 e
B  0    （9.18）
a
4 r 2 a r
Ba 表示入射电子周围的磁场，μ0 是真空磁导率。上式表明，当入射电子的入射速度确定时，
Ba 具有确定值。
入射电子和靶电子碰撞时，两者充分靠近，入射电子周围磁场 Ba 和靶电子周围磁场 Bb
相互叠加，由此形成的叠加磁场可表示为
B  B  B  B  B bl （9.19）
b
a
a
B 表示入射电子和靶电子的叠加磁场。因磁场 Bb 为量子化的非均匀可变场，故叠加磁场 B
也是非均匀可变场。在考察入射电子和靶电子的碰撞散射时，可用叠加磁场 B 代替靶原子
内生磁场。
在入射电子和靶电子的碰撞过程中，碰撞电子的电场（Ea、Eb）叠加可形成叠加电场 E，
磁场（Ba、Bb）叠加可形成叠加磁场 B，在此基础上产生了电偏转效应和磁偏转效应。其中，
电偏转角可由（9.11）式描写，磁偏转角可参照（9.15）式来描写。如图 9-5 所示，入射电

子 ea 和靶电子 eb 的碰撞可分为入射和出射两个过程，  是入射电子的入射速度，  是散射
a
a
电子的出射速度， 和  是靶电子在碰撞前和碰撞后的速度，虚线圆标示的是碰撞电子的
b
b
叠加磁场 B 和叠加电场 E 的有效作用范围，R 是 B 和 E 的有效作用半径。在 R 之外，电磁
偏转效应可忽略不计。

叠加磁场 B 和叠加电场 E 的有效作用半径 R 可以参照氢原子的尺度来估算。由一个核
-10
外电子和一个核质子组成的氢原子，其核外电子的轨道半径约在 10 m 数量级，这个半径
可视为氢原子内部的库伦场和内生磁场的有效作用半径。氢原子是两个单位电荷（符号相反）

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