本研究的核心内容为利用高分辨率的第三代电子动量谱仪对氪原子的4p轨道进行电子动量谱学分析，从而获得4p3/2和4p1/2轨道的散射截面比值随方位角变化的数据，并且通过实验验证了相对论效应在氪原子4p轨道电子行为中的作用。
电子动量谱学（EMS）是一种基础实验技术，它通过特定几何条件下(e,2e)单电离实验，对电子与原子分子的碰撞过程进行研究。这个过程可以提供原子和分子轨道结合能的信息，特别是能够直接测量出轨道电子的动量分布，这对于理解电子关联效应和物质的电子结构具有重要意义。电子动量谱学自20世纪70年代发展以来，已逐渐成为研究原子、分子和固体薄膜电子结构以及电离机制的重要工具，并且在生物、药物分子和固体薄膜的研究中有着广泛的应用前景。
实验中使用了改进的第三代电子动量谱仪（EMS-3），该谱仪具备多角度、多能量同时测量的能力，其性能指标包括符合时间分辨率2.0ns，能量分辨率0.45~0.68eV，角度分辨率∆θ=±0.53°,∆φ=±0.84°，以及探测效率提高约两个量级。仪器可以在400~3000eV的宽广入射能量范围内进行实验测量。实验采用的几何条件为非共面对称几何条件，测量过程中一束能量为E0的入射电子e0与靶物质发生碰撞，散射的同时敲出一个电子使之电离。两个出射电子e1、e2以相同的极角向外发射，其能量关系满足E1≈E2=E0/2。通过测量两个出射电子的能量和方位角等参数，并依据能量守恒和动量守恒原理，可以推算出碰撞前靶物质中轨道电子的能量和动量分布。
在理论上，实验测量的物理量是三重微分截面，这一量可以通过独立粒子模型和平面波冲量近似（PWIA）条件下的波函数计算得出。在Hartree-Fock近似（THFA）下，靶基态电子的动量空间的经典轨道波函数得以计算。而在Kohn-Sham密度泛函（DFT）理论框架下，Kohn-Sham近似（TKSA）提供了类似的波函数计算方法。这些方法将实验可测量的微分截面与期望获得的结构信息，如轨道电子的动量分布函数连接起来，从而可以直接和清晰地得到靶物质中特定轨道的电子几率分布。
在实验和理论计算的结合下，本研究首次对氪原子的4p3/2和4p1/2轨道进行了单独研究，克服了之前电子动量谱仪能量分辨率不足的局限，成功分辨了氪原子4p轨道，并给出了散射截面比值随方位角变化的实验结果。氪原子是一种惰性元素，其原子序数为36，原子量为83.8，外层电子排布为：(4s)2(4p)2。研究证实了相对论效应对4p轨道电子行为的影响，相对论效应是指在微观尺度上，电子的质量会随速度增加而增加，从而影响电子的运动和轨道状态。
总结起来，本研究的重要发现和知识点包含以下几个方面：
1. 电子动量谱学是研究原子分子结构和电子关联的重要工具，通过(e,2e)单电离实验得到电子动量分布数据。
2. 第三代电子动量谱仪（EMS-3）的使用实现了高能量分辨率和多角度测量，为精确研究氪原子4p轨道提供了可能。
3. 通过精确测量氪原子4p3/2和4p1/2轨道的电子动量分布，实验首次验证了相对论效应对氪原子4p轨道电子行为的影响。
4. 实验结果不仅证实了理论预测的相对论效应，也为进一步研究其它惰性元素和重元素的电子结构提供了重要的实验参考。
5. 相关的实验和理论分析，增强了电子动量谱学在物质科学中的应用价值和理论深度，为未来在更复杂系统的电子结构分析提供了方法和基础。
