物理专业论文：氢原子能级的研究进展

物理专业论文：氢原子能级的研究进展
摘  要
本文首先确立了氢原子的结构模型，对于其位形，人们无法从经典物理的角度理解原子中电子运动的规律。为了克服经典困难而产生的玻尔理论，首次把量子概念引入到原子领域，提出了量子态的概念。玻尔理论并不完善，其后由索末菲对其做了补充，并对氢原子能级进行了相对论修正。然而索末菲对氢原子能级的解释与实验的符合只是一种巧合，只有彻底抛弃轨道运动的量子理论才能对光谱的精细结构作出正确的解释。随后，海森伯认为应该不考虑原子里有电子轨道的问题，而应该只用和谱线强度相联系的频率和振幅来处理，作为轨道的十全十美的代替。薛定谔波动方程与海森伯矩阵力学统称非相对论量子力学，利用薛定谔方程也可求解出氢原子能级。1926年，海森伯应用谱线的频率和谱线强度的振幅这些可观测量，用量子力学的理论严格导出了原子能级的表达式。相对论量子力学是由狄喇克提出的，狄喇克方程说明了电子自旋产生的必然性，其结论表明 和 两个能级在能量上没有任何差别。原子核有一定的几何大小，它的电荷有一定的分布，它有自旋角动量和磁矩。原子核的这些性质也会对电子的运动产生影响，会使原子光谱进一步分裂，生成超精细结构。1947年，兰姆发现了氢原子的 和 能级有一个大小为4.37微电子伏的裂距，这种微小的位移称为兰姆移位。兰姆移位的实验事实是对量子电动力学理论的有力验证。

关键词：研究进展；氢原子；能级

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