电势能相互作用是什么呢

1.一个高速电子向原子方向运动的过程中，如果距离r非常的小，原子的“自身能”将对电子产生影响，原子内部是电平衡的，而原子的质子与核外电子具有电荷量，因此将通过电场作用于高速电子，电子的电势能变化量不能完全由上式计算。因为相互作用情况下，电子也通过电场作用于核外电子。二者的相互作用如图所示：高速电子在原子核外电子电场力的作用下，其速度将会减小。此时将会发射一种高频射线，称为“连续X射线”，这种辐射称为 “轫致辐射”。

2.如果电子在原子核外电子电场力的作用下减速后，还具有充足的动能，就会把原子的核外内层电子碰撞出轨道。如图所示：在电场力的相互作用下，电子和原子核外电子都将偏离轨道，而留下一个“空位”。此时原子的外层电子会向内层的这个位置跃迁，并且发射出和能级间距能量相等的高频射线，称为“标识X射线”，或“特征X射线”。

原子序数大于（含）锂Li原子的元素，都具有2个或以上能级能够发生跃迁。跃迁发射的能量与原子序数有关，反映了原子的本质特征，可以通过测定发射的能量来对原子进行标识。

3.高速电子与原子核外电子的相互作用,现在仔细分析一下高速电子与原子核外电子相互作用的具体过程。如图所示：

高速电子以速度v1向原子核方向运动，原子核外电子以线速度v2绕核高速旋转。原子核对核外电子具有向心力F2。相互作用过程中，高速电子对核外电子具有电场力F12，同时核外电子对高速电子具有电场力F21。

碰撞前：

首先由库仑定律和向心力方程，有碰撞前原子核质子正电场对核外电子的库伦力：

万有引力相比库伦力很小，因此可以忽略不计。

根据这两个方程，可以得到碰撞前原子核外电子的速度平方和半径的乘积：

因为测不准原理的关系，不能得到v2或r2，但可以求出 。电子质量和电子电荷都已被精确测量出来，因此这个值可以定量计算。碰撞时：在下一瞬间，电子向前位移 ，同时在F21作用下速度减小。而核外电子在F2作用下绕核旋转线位移 ，同时在F12作用下速度增加。电子的运动轨迹通常根据光速不变原理进行计算。

而这个过程前后的能量变化，则可以根据能量守恒定律得到。设核外电子为原点且为基准，那么碰撞时电子的动能Ek转化为（电子在核外电子形成的电场中的）电势能Ep和连续X射线能Ex1：

碰撞后：

根据能量守恒定律，仍设核外电子为原点且为基准，那么碰撞后电子的电势能Ep又转化为动能 ，而连续X射线能Ex1就成为一部分辐射能Er。如果电子将核外电子撞出轨道而发生跃迁，那么标识X射线能Ex2就成为另一部分辐射能：

标识X射线能的计算：

这部分射线能Ex2是确定的，而且还和原子的原子序数有关。设内层电子能级能量E1，外层电子能级能量E2，标识X射线能 等于现在标识X射线已在金属检测领域广泛应用，理论上可以用于测量除氢H和氦He之外所有材料的组成。

连续X射线能的计算：