运动电子与磁能
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电子的经典半径或康普顿半径(Rc)是通过康普顿方程计算的
米.
与 Me 电子的静止质量, Qe 电子的基本电荷.
带电 (Qe) 灯泡 (Rc) 相对速度 Ve的磁能方程为:
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在代入质量等价 Me(康普顿方程)到磁能公式 Wm 并考虑
时,我们得到:
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因此,当我们假设电子具有由康普顿方程推导出的半径 Rc时,移动电子的磁能等同于该电子的动能。
一个运动的“纯静电质量”呈现出根据
的磁能,而具有康普顿半径 Rc 的移动电子的磁能为
.
造成这种差异的原因是什么?
考虑康普顿方程
和带电灯泡的静电能
,我们发现两者公式之间相差一个系数2。康普顿方程“存储”的能量是具有相同电荷和半径的带电灯泡的两倍。这一差异正好解释了移动带电灯泡磁能
与具有康普顿半径的移动电子磁能
之间的区别。
康普顿方程“存储”的能量是带电灯泡公式的两倍。我们知道,除了电荷之外,电子还有自旋。电子的磁自旋在康普顿方程中并未被考虑。
在前一章“The Electron”中,静止电子 Wt的总能量给出了公式:
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在此呈现静止电子的总能量时,一半的能量表现为静电能
,与带电灯泡的能量一致,
,另一半为电子的磁自旋能。
使用此方程计算半径, Re 的电子半径变为
米:恰好是康普顿半径。
当我们认为静止电子的固有能量的一半表现为静电能,另一半为磁自旋能时,移动电子的磁能将是:
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当电子质量的固有能量的一半表现为静电能,另一半表现为磁自旋能时,移动电子的计算磁能等于该电子的动能。
因为电子的动能
,而同时磁能(Wm)也是
,电子的动能必须与磁能相同,否则每次电子加速或减速时能量守恒定律就会被违反。
下一章: 电磁质量
