电子不能看作经典粒子,它不会以点电荷的形式镶嵌在原子核上。
实际上我们经常把金属中的电子类比成一种“气体”,弥散在整个金属材料中。而在均匀电子气中,带正电的原子核产生的电势场会被电子气屏蔽掉,随距离逐渐衰减:
这类势场也称为屏蔽库伦势。由于原子核之间的电子气能抵消掉原子核之间的斥力,因此,和真空库伦势相比,屏蔽库伦势多了 这一屏蔽项。
当r很大的时候,电子气能充分填充原子核之间的空间,屏蔽项可以看成0,此时原子核之间的库伦力被完全屏蔽掉了,可以看成是电中性的。
而当氦核轰击金属核,产生碰撞的时候,两个原子距离已经很近了(r小于两个原子的半径和),此时电子气的屏蔽作用就比较有限了。并且随着r的减小,原子核之间的电子气越来越少,屏蔽项逐渐趋近1,也就越来越接近真空中点电荷的斥力了。
当然,均匀电子气中的屏蔽库伦势是个比较粗糙的近似,实际的研究中,我们用来描述离子碰撞的势函数往往长这样:
整体上还是指数形式的屏蔽项,只不过多了几个不同阶的修正。