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氢 EM-free 旋转子原子 的能级

当你对物理感兴趣时,必须阅读“Unbelievable“!

迄今尚未能够获得与氢原子具有明确能级相似的 EM-free 旋转子的数学解,但我们仍在继续探索。

当电子在更小的距离围绕质子旋转时 (R2<R1) 系统的静电能 (We)

  (2)

当把氢原子视为 EM-rotator 时,其动能会增加,因为电子现在以更高的速度旋转。

 (3)

考虑方程 (1):

我们可以用以下方式表达系统的动力/动能 Wk (3) 表示:

(4)

方程 (2) 显示了轨道半径之间的静电能级差 R2 和 R1。 R1=∞ 和 R2=Re,是:

(2a)

我们观察到系统的动能 Wk (4) 是 始终 为 释放的势能 的一半 We 的静电场 (2a)。系统的总能量是势能加上动能:

 (方程 2a+ 方程 4)

(5)

当原子在我们的 EM-rotator 中发射光子时,由于电子降至较低轨道,光子的能量是降低的势能的一半。依据能量守恒定律,发射光子的能量必须为:

这些是 EM-rotator 在轨道距离 Re 确定能级时发射的光子。

氢原子能级,根据玻尔原子模型(Wb),为:

 (6) where n 是主量子数。

波尔原子模型能够很好地描述原子观察到的能级,适用于 n=1,2,3… 在公式 (6) 中唯一的变量是 n。EM-rotator (5) 的能级完全由电子到原子核的距离决定。

在经典电磁物理中,原子的能级完全由核与电子之间的距离(5)决定。量子力学解(6)给出一个量化公式,其中不再呈现轨道距离。波尔对应原理告诉我们,量子力学和电磁学两个体系必须遵守相同的物理定律。然而,量子规则在宏观世界中并不具有意义。

在量子层面,物理必须遵守量子物理定律和宏观物理定律。玻尔的对应原理告诉我们,在量子层面没有额外的规则,只是量子规则在宏观世界中已不再显著。同一原理也指出,宏观物理定律同样必须在量子层面上有效。

虽然方程 (5) 与 (6) 不同,玻尔对应原理告诉我们它们可能是相同的;(5) 描述宏观世界的规则,(6) 描述微观世界的规则,两者的规律都适用。

在方程(5)中忽略 Me/Mp 因子,我们得到:

            (5a)  (**)

其中 Rn 是电子的轨道距离。

当方程 (5a) 和 (6) 同等有效时,我们可以用主量子数表达轨道距离  Re 。

方程 (6) 的能量必须等于方程 (5a),因此:

  (5c)

 (7)

对于玻尔氢原子的基态 (n=1) 计算得到的距离自然与氢原子的玻尔半径 Rb=5,29177.10^-11  米;电子在基态时的轨道半径。

使用rydbergconstant进行类似计算,并  方程 (5c) 可得:

 (8)

Rydberg 主量子数在 .

上述对氢原子Bohr半径(n=1)和Rydberg量子数的计算与量子力学计算完全一致。假设方程(5a)等同于(6)并不意味着存在任何差异。

总结我们推断氢原子的EM-free rotator有无限解。假设氢原子是EM-rotator,则在任意距离或速度下都可能存在平衡。原子中电子的离散能级、能量的量子化,可完全解释为一种量子限制,即电子只能在离核的离散距离处拥有稳定轨道; .

下一章节: 距离的量子化

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