你拿這個問題去問物理專業的人士,人家可能會一愣--課本上沒教過呀?

為什麼呢?因為庫倫定律是宏觀世界的定律,他告訴你怎樣通過電荷之間的距離計算力。談起電子,必須用到量子力學。量子力學中粒子沒有固定的位置,兩個粒子間也沒有固定的距離,庫侖定律有什麼用呢?連計算力都沒什麼用,牛頓力學中力是用來計算粒子的加速度的,量子力學中粒子也沒有固定的速度,更沒有固定的加速度。物理專業的學生,學的是怎樣計算粒子的波函數。

現在直接回答你的問題:按照現代物理理論,電子是基本粒子,是一個點。所以,如果你無視量子力學,無論怎樣接近電子,它的電場永遠不會偏離庫倫定律。

考慮到量子力學,特別是量子場論呢?雖然庫倫定律不能直接使用,但它還是可以被表達成等效的形式結合量子力學、量子場論使用。量子力學告訴你,如果你把粒子固定在一個小範圍內,它的動量和能量就會增加。範圍越小,能量越高。當你把電子鎖定在另一個帶電基本粒子的小距離上,它的能量就會很高。當這個距離足夠小,這種高能量就足以在真空中激發出虛的正負電子對。雖然不能說每一個實的或虛的電子偏離庫倫定律,但這種多體狀態有效地偏離了庫倫定律。

這個距離叫電子的康普頓波長,它等於2.42×10?12 m,大約是一般原子直徑的1%的樣子。這是你的最後答案。


這個問得挺有意思,對於讀死書認死理來說,沒轍。教科書沒有的,主流科學家回答不了問題,多了去了!說明現有的物理學說,需要進一步查漏補缺,需要開闢新的理論。

本題,首先要搞清來龍去脈:電子電場←電子電荷←電偶極子←電子自旋。

把電子看成點電荷,假設距離R處,有一試驗的電子電荷,其電場力:F=ke2/R2,題主的意思是問,R遠到什麼程度,該電子的電場完全失效。

我們知道,電磁力屬於長程力,就純數學而言,R→∞時,F→0。就物理測量而言,R遠不了多少,試驗電荷就反應不出受力,這還取決於測量儀器的靈敏度。

如果試驗電荷是一個質子電荷,相當於玻爾氫原子模型,該電子電荷受力:F=αhc/(2πR2),即F=k"/R2,k"=αhc/2π=(1/137)×6.63e-43×3e8/6.28=7e-37。

由於氫原子是呈中性,其外空間幾乎沒有電磁場,考慮核外電子軌道半徑R=5.3e-11m,F=7e-37/(5.3e-11)2=2.5e-16N。即當電子電荷的場半徑在0.1納米時,庫倫定律不再生效。


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