電子對效應(yīng)

只看該作者 · 2010-11-13 21:45:35

本帖最后由強(qiáng)天鵬于 2010-11-13 21:47 編輯


電子對效應(yīng)

名詞
電子對效應(yīng)，英文名稱：Electronpaireffect，當(dāng)輻射光子能量足夠高時，在它從原子核旁邊經(jīng)過時，在核庫侖場作用下，輻射光子可能轉(zhuǎn)化成一個正電子和一個負(fù)電子，這種過程稱作電子對效應(yīng) 。位于周期表第4.5.6周期的p區(qū)元素，有保留低價態(tài)，不易形成最高價的傾向，這種現(xiàn)象跟長周期中各族元素最高價態(tài)與族數(shù)相等的傾向是不協(xié)調(diào)的。

基本概念


電子對效應(yīng)

電子對效應(yīng)的解釋很多，據(jù)認(rèn)為均不甚完善。
一、在這些族中隨原子半徑增大價軌道伸展范圍增大，使軌道重疊減小；

二、又認(rèn)為，鍵合的原子的內(nèi)層電子增加(4d,4f…)，斥力增加，使平均鍵能降低.如：GaCl3InCl3TlCl3平均鍵能B.E./kJ·mol-1242206153

三、最近人們用相對論性效應(yīng)解釋6s2惰性電子對效應(yīng)。

發(fā)現(xiàn)過程


電子對效應(yīng)

作為20世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的里程碑，關(guān)于電子無窮海的狄拉克理論現(xiàn)在已被普遍認(rèn)為是粒子物理基礎(chǔ)的不可分割的一部分。然而它曾有過一段難以被人們接受的時期。是1932年正電子的發(fā)現(xiàn)，以及隨后對于電子對產(chǎn)生和湮滅過程的理解，最終扭轉(zhuǎn)了對它不信任的潮流。事實上，在比1932年更早幾年的時候，電子對產(chǎn)生和湮滅的過程已從實驗上被發(fā)現(xiàn)了，但未能從理論上得到理解，這些早期發(fā)現(xiàn)的報道在如下文章中：

（a）在1930年5月，由三組物理學(xué)家分別獨立發(fā)表的文章。這三組物理學(xué)家是英國劍橋的塔倫特，柏林一達(dá)赫萊姆的梅特納和赫布菲爾德，以及帕薩丹那的趙忠堯。這些文章都敘述了發(fā)現(xiàn)Thc”2.65MeVg射線被重元素“反常吸收”的實驗現(xiàn)象。

（b）趙在1930年底發(fā)表的關(guān)于他的另一個實驗的文章。在這個實驗中，他發(fā)現(xiàn)了Thc”g射線在鉛上的“附加散射線”。現(xiàn)在回顧來看，文章（a）是代表著首次觀察到電子對產(chǎn)生的過程。而文章（b）是首次觀察到電子對湮滅的過程。在隨后的兩年，即1931-1932年，反常吸收和附加散射線吸引著理論物理學(xué)家極大的注意，并激發(fā)著重要的進(jìn)一步的實驗研究，為了評估趙的文章的作用，在這里引述C.D.安德遜在1983年的一篇文章里寫的一段文字：“在加州理工學(xué)院做研究生論文的工作是用威爾遜云室研究X射線在各種不同氣體里產(chǎn)生的光電子的空間分布。在我做這項工作的1927-1930年間，趙忠堯博士就在隔壁的屋子里工作。他是用驗電器測量Thc”產(chǎn)生的g射線的吸收和散射。他的發(fā)現(xiàn)引起我很大的興趣。當(dāng)時人們普遍相信，來自Thc”的2.6Mev的“高能”g射線的吸收，絕大多數(shù)應(yīng)是按照克菜因-仁科公式表達(dá)的康普頓碰撞。但趙博士的結(jié)果清楚地表明，這種吸收和散射顯著地大于克萊因-仁科公式的計算。由于驗電器很難給出細(xì)致的信息，所以他的實驗不可能對上述反常效應(yīng)做出深入的解釋。我建議的實驗是利用工作在磁場中的云霧室來研究Thc”g射線與物質(zhì)的作用，即觀察插入云霧室中的薄鉛板上產(chǎn)生的次級電子，來測量它們的能量分布。從而研究和了解在趙的實驗結(jié)果中還反映著哪些更深刻的意義”。另外，哈雅卡華在一篇文章里引述了他與奧恰里尼在1980年的談話，其中說：“奧恰里尼高度評價趙的成就，并說明趙關(guān)于Thc”g射線反常吸收的工作是如何激發(fā)了他們遠(yuǎn)在英國進(jìn)行的有關(guān)研究”。看來在80年代的今天，安德遜和奧恰里尼都強(qiáng)調(diào)，早在30年代趙的工作確實激發(fā)了他們所完成的革命性的研究。這一研究轉(zhuǎn)而導(dǎo)致物理學(xué)家對量子電動力學(xué)的理解。而他們并沒有提及當(dāng)時與之相關(guān)的趙的競爭者的工作。