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1 4阿哈罗诺夫 玻姆效应 Y AharonovandD Bohm Phys Rev 115 485 1959 R G Chambers Phys Rev Lett 5 3 1960 2 在经典电动力学中 场的基本物理量是电场强度E和磁感应强度B 势A和 是为了方便而引入的 它们不是有直接观测意义的物理量 3 但是在量子力学中 势A和 具有可观测的物理意义 阿哈罗诺夫和玻姆1959年提出由下述实验来探测位相 的A B效应 这个效应随后在实验上被证实 4 电子双缝衍射实验装置图 从电子枪发射出的电子经双缝分为两束 到达屏幕上产生干涉图样 在双缝后面放置一个细长螺线管 当螺线管通以电流 发现干涉条纹移动 实验中小心的排除了螺线管外部的磁场 那么是什么原因使得干涉条纹发生移动的呢 5 局域相互作用是电磁相互作用的一个基本原理 既某点上的电荷电流仅受到该点邻域上场的作用 也许有人会认为 是螺线管内的B直接作用到管外的电子上 但是这种想法是和局域相互作用的原理相违背的 其实 A B效应是一个量子力学现象 A B效应的存在揭示了经典电动力学的缺陷 即说明磁场的物理效应不能完全用B来描述 6 矢势A可以对电子发生相互作用 因此 A B效应表明A具有可观测的物理效应 它可以影响电子波束的相位 从而使干涉条纹发生移动 当螺线管内有磁通 时 电子经过的外部空间B 0 但A 0时 因为对包围螺线管的任一闭合回路路径积分有 注意矢势连续 7 自由运动电子由平面波函数描述 8 螺线管通电时管外A 0 边界条件 电子波函数用正则动量描述 9 导致干涉条纹的移动 10 在量子物理中 矢势A所处的地位比在经典电动力学中重要得多 A B效应表明 仅用B来描述磁场是不够的 但是 由于规范变换所引起的A的任意性 用A来描述磁场显然又是过多的 对实验分析表明 能够完全恰当地描述磁场的物理量是相因子 11 若C为可以缩小到一点的无穷小路径 则 因此相因子描述等价于局域场B x 的描述 若C为不能收缩到一点
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