Page 165 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

相互作用的体系，而入射电子和靶电子的碰撞也是两个单位电荷的相互作用，只不过碰撞电
子的两个单位电荷的符号相同。由此可以推测，入射电子和靶电子的叠加磁场 B 的有效作
-10
-10
用半径也在 10 m 数量级，即 R≈10 m。那么，由图 9-5 可知，在入射过程中，入射电子经
过叠加磁场 B 的距离近似等于 R，而在出射过程中，散射电子经过叠加磁场 B 的距离也近
似等于 R。入射电子 ea 的速度由 转变为  是电场偏转效应和磁场偏转效应的综合作用结
a
a
果。由于磁偏转只改变电子的运动方向，不改变电子的运动速度，所以，速度  的大小完
a
全由电偏转所决定，磁偏转仅仅对速度  的方向加以修正。磁偏转又可分为入射过程中的
a
磁偏转和出射过程中的磁偏转。入射过程中的磁偏可改变入射电子 ea 的入射路径，从而改
变瞄准距离 b，故可以通过修正（9.10）式中的瞄准距离 b 来反映入射过程的磁偏转效应。
出射过程中的磁偏转可直接改变出射电子的出射路径，这种磁偏转效应可以参照（9.15）式
来描写。电子 ea 的出射路径经过叠加磁场 B 的距离（L）近似等于 R，将（9.15）式中的 L
替换为 R，可得
L dB
tan    cos 

B
2m a  a 2 dz sa
R dB

  cos  （9.20）
2m a  a 2 dz sa
于是有
L dB
  arctan  cos 

B
2m a  a 2 dz sa
R dB

 arctan  cos  （9.21）
2m a  a 2 dz sa
θB 是磁偏转角，B 是入射电子和靶电子的叠加磁场的磁感应强度， 是散射电子的出射速
a
度，  是出射电子的自旋磁矩，β是磁矩  与磁场 B 之间的夹角。
sa
sa
入射电子和靶电子碰撞时，两个电子同处于叠加磁场 B 中，此时电子磁矩的指向是“量
子化”的，散射电子的磁矩  或靶电子的磁矩  与磁场 B 之间的夹角β只有两个值：
sb
sa
β=54.7°或β=125.3°。这就意味着散射电子和靶电子只可能处于自旋相同（β取值相同）或
自旋相反（β取值不同）等两种状态，类似于“电子偶素”。众所周知，一个电子和一个正

电子相遇会发生湮灭，在湮灭之前，正负电子会短暂形成一个电中性束缚体系，即电子-正
+
－
电子偶素，记为 e -e 电子偶素，可以把这种电子偶素看成一个类原子系统，体系的角动量
+
－
满足量子化条件，即 e -e 电子偶素只能有自旋平行（自旋为 1）和自旋反平行（自旋为 0）
两种状态。与此类似，我们也可以把被散射电子和靶电子当作一个统一的系统来看待，当入
－
－
射电子和靶电子充分靠近时，可视为由两个电子组成的电子-电子偶素，记为 e -e 电子偶素，
体系的角动量同样满足量子化条件，即两个碰撞电子趋向于自旋平行（自旋为 1）或自旋反
－
－
平行（自旋为 0）。在 e -e 电子偶素周围，两个碰撞电子的电场和磁场相互叠加，叠加电
－
－
场可产生电偏转效应，叠加磁场可产生磁偏转效应。e -e 电子偶素在库仑斥力的作用下迅
速分离，其中一个电子被散射，散射电子的偏转角等于电偏转角和磁偏转角之和，即
     B
E

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