Energy Quantization in Hydrogen
论氢原子中的能量量子化
夫氢原子之能量,昔人多以经典之理度之,以为可连续变易。然自量子之说兴,方知其不然。
夫氢原子者,一电子绕核而旋。依经典电磁学,电子运动生电磁场,必辐射能量,终坠于核。然实不然,氢原子稳存。
量子论出,以为氢原子中电子之能量非连续可变,乃量子化者。电子处特定轨道,各轨道有特定能量值。此能量值之获取,非任意为之,必合特定规律。
玻尔氏首提氢原子模型,定电子轨道角动量量子化之规。依此,电子轨道半径与能量皆有特定值。电子由高能轨跃迁至低能轨,辐光子;反之,吸光子。光子之能量,恰为两轨能量之差。
如以数学之式表之,氢原子电子能量 \(E_n = -\frac{13.6}{n^2} eV\),\(n = 1,2,3,\cdots\)。此 \(n\) 者,主量子数也。其值不同,电子能量迥异。
此能量量子化之象,非独氢原子有之,诸原子皆然。然氢原子结构最简,故为研能量量子化之典范。
观夫氢原子能量量子化之象,可知微观世界之理,与宏观大异。经典之论,于此有所不及。量子之论,为揭微观奥秘之钥,使吾人于原子之构造、光谱之成因等,皆有更深之悟。虽其理高深,然细究之,亦能略窥其妙,为科学之进,添砖加瓦。
夫氢原子之能量,昔人多以经典之理度之,以为可连续变易。然自量子之说兴,方知其不然。
夫氢原子者,一电子绕核而旋。依经典电磁学,电子运动生电磁场,必辐射能量,终坠于核。然实不然,氢原子稳存。
量子论出,以为氢原子中电子之能量非连续可变,乃量子化者。电子处特定轨道,各轨道有特定能量值。此能量值之获取,非任意为之,必合特定规律。
玻尔氏首提氢原子模型,定电子轨道角动量量子化之规。依此,电子轨道半径与能量皆有特定值。电子由高能轨跃迁至低能轨,辐光子;反之,吸光子。光子之能量,恰为两轨能量之差。
如以数学之式表之,氢原子电子能量 \(E_n = -\frac{13.6}{n^2} eV\),\(n = 1,2,3,\cdots\)。此 \(n\) 者,主量子数也。其值不同,电子能量迥异。
此能量量子化之象,非独氢原子有之,诸原子皆然。然氢原子结构最简,故为研能量量子化之典范。
观夫氢原子能量量子化之象,可知微观世界之理,与宏观大异。经典之论,于此有所不及。量子之论,为揭微观奥秘之钥,使吾人于原子之构造、光谱之成因等,皆有更深之悟。虽其理高深,然细究之,亦能略窥其妙,为科学之进,添砖加瓦。
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