举个例子,你拿起一条跳绳,使劲摇摆其中一端,导致跳绳形成波浪形,每个波的最高点就是波峰。如果再使劲摇动,波峰之间的距离会越来越短,也就是波长越来越短。如果我的劲足够大,导致跳绳波动的波长为0.001mm,那么每个波峰看起来就连在一起了,那么这时候跳绳就好像是一面绳墙,其波动性就不明显了。而我们测量电子半径就是测量它粒子性的一面。
丁肇中曾经就做过测量电子半径的实验。平时我们用电子轰击其他粒子来测它们的半径。当我们测量电子自身时,却没有更好的粒子用作测量,于是就只能用电子测量电子。发射电子去轰击被测量电子,利用散射测量电子占据的空间,这样就可以测量电子的半径。
可是实验结果很尴尬,如果我们发射的电子能量越低,其被测量的电子的半径就越大。如果发射的电子能量越大,其被测量电子的半径就越小。这是因为发射出的电子能量越高就会传递更多的能量给被测量电子,被测量电子吸收能量后,其波动频率就增加了,那么波长就变短了,更显得像个粒子,其半径更小。
如果我们要测量更小半径的电子,就需要用同等量级波长大小的电子去轰击被测量电子,而同等量级大小的电子其波长就意味着更短,频率更大,那能量就更大。
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