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  • 1 # 魏紅祥博士

    電子的半徑(直徑)的定義有兩種。第一種叫電子的經典半徑,簡單而言,假定電子的電荷均勻分佈在小球表面,其靜電能等同於電子靜質量,這樣子算出來的小球半徑與電子經典半徑只相差常數因子2,這可能是經典一詞的來源之一。這看起來似乎很兒戲,實際上這個半徑表示的是電子與經典電磁場相互作用的性質,也稱為Thomson散射長度。所謂Thomson散射,就是電子對於經典電磁波的散射(即Compton散射的低能近似),可以由經典電動力學匯出。Thomson散射截面的數值就是電子經典半徑的平方乘以一個常數因子。因此,我們可以這樣理解電子經典半徑的意義(物理圖象,請勿較真):圍繞電子畫一個電子經典半徑的圓(圓平面垂直於光入射的方向),進入這個圓內的光子就可以和這個電子發生相互作用。第二種定義是電子自身的半徑,根據標準模型理論假設,電子是沒有內部結構的點粒子,自身的半徑為0。那什麼叫“自身”的半徑呢?我們舉一個有自身半徑的粒子的例子。質子由三個夸克構成,這些夸克的運動和相互作用就會在質子內部形成一定的電荷分佈,這個電荷分佈的方均根半徑就稱為質子的半徑,這同樣也是原子核半徑的定義。點粒子在這種定義下就相當於電荷分佈為delta函式。我們來區別一下這兩種半徑的定義。舉一個不太恰當的例子,一群人在籃球場裡打籃球,我們可以定義兩種半徑,一種是籃球自身的半徑,一種是籃球場的半徑,相當與籃球和人相互作用的範圍。

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