玻尔半径

✍ dations ◷ 2025-06-28 15:00:02 #长度单位,原子物理学,物理常数

尼尔斯·玻尔于1913年提出了原子构造的玻尔模型,其中电子环绕着原子核运转。模型中提及电子只会在特定的几个距离(视能量而定)环绕原子核运转。而最简单的原子──氢原子──只有一个电子轨道,该轨道也是电子可运行的最小轨道,其能量是最小的,从原子核向外找到此轨道的最可能距离就被称为玻尔半径。

根据科学技术数据委员会(CODATA)2014年的数据,玻尔半径的值为5.2917721067(12)×10−11米(即约53皮米或0.53埃格斯特朗)。括号内的数字代表最后数位的不确定度。此值能用其他物理常数计算出:

a 0 = 4 π ϵ 0 2 m e e 2 = m e c α {\displaystyle a_{0}={\frac {4\pi \epsilon _{0}\hbar ^{2}}{m_{e}e^{2}}}={\frac {\hbar }{m_{e}\,c\,\alpha }}}

其中:

尽管玻尔模型并没有正确地描述原子,玻尔半径还是保有了它的物理意义,代表着电子云大小的完全量子力学描述。因此玻尔半径常被用于原子物理学。(见原子单位)

要注意的是玻尔半径并没有包括约化质量的效应,所以在其他包括了约化质量的模型中,并不能准确地等于氢原子电子的轨道半径。这是为了方便而设的:上述方程定义的玻尔半径适用于氢原子以外的其他原子,而它们的约化质量修正值都不同。如果玻尔半径包括了氢原子的约化质量,就有需要加入一个复杂的修正值来使方程适用于其他原子。

电子的玻尔半径是一组三个互相关联的长度单位中的一个,其他两个是电子的康普顿波长 λ e   {\displaystyle \lambda _{e}\ } 及经典电子半径 r e   {\displaystyle r_{e}\ } 。玻尔半径是由电子质量 m e {\displaystyle m_{e}} ,约化普朗克常数   {\displaystyle \hbar \ } 及电子电荷 e   {\displaystyle e\ } 所得出的。这三个长度单位中的任一个都能用其余两个及精细结构常数 α   {\displaystyle \alpha \ } 表示。

包括了约化质量效应的玻尔半径能由下列方程求出:

其中

在上述方程中,约化质量所产生的效应由增加的康普顿波长表示,即电子及质子的康普顿波长之和。

相关

  • 欧几里得欧几里得(希腊语:Ευκλειδης,前325年-前265年),有时被称为亚历山大里亚的欧几里得,以便区别于墨伽拉的欧几里得,希腊化时代的数学家,被称为“几何学之父”。他活跃于托勒密一
  • 乙酰胺酚7.21 g/kg (0 °C) 8.21 g/kg (5 °C) 9.44 g/kg (10 °C) 10.97 g/kg (15 °C) 12.78 g/kg (20 °C) ~14 mg/mL (20 °C)对乙酰氨基酚(英语:Acetaminophen),又称
  • 安道尔城安道尔城(加泰罗尼亚语:Andorra la Vella,加泰罗尼亚语发音:.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","Segoe UI","Lucida Sans Unico
  • 梅强中梅强中(1935年4月4日-),江西南昌人,美国水动力学家,麻省理工学院土木与环境工程学系荣休教授。他是著名法学家梅汝璈的堂侄。梅强中于1955年毕业于国立台湾大学土木系,后赴美国留学
  • 金凤鸟亚科蜥鸟龙科 Saurornithoididae Barsbold, 1974 ?沼泽鸟龙科 Elopterygidae Lambrecht, 1933 ?原鸟形龙科 Archaeornithoididae Elzanowski & Wellnhofer, 1992伤齿龙科(Troodonti
  • 三角化八面体在几何学中,三角化八面体又称三角三八面体 是一种卡塔兰立体,其对偶多面体为截角立方体,可以视为在正八面体每个面上加入三角锥的结果 ,但由于有另一种多面体也是由正八面体每个
  • 布雷克·葛里芬布莱克·奥斯汀·格里芬(英语:Blake Austin Griffin,1989年3月16日-),出生于美国俄克拉何马州俄克拉何马城,职业篮球运动员,昵称干篮哥、给力芬、霸王龙。现效力于NBA联盟底特律活塞
  • 祖国统一民主主义战线祖国统一民主主义战线(朝鲜语:조국통일민주주의전선/祖國統一民主主義戰線)是朝鲜民主主义人民共和国的社会团体和统一战线组织,隶属朝鲜劳动党统一战线部,成立于1946年7月22日。
  • 蚂蚁河蚂蚁河,正式名称蚂蜒河(满语肘之意,因其干流弯曲如肘),是黑龙江省的一条河流,为松花江的支流。发源于长白山张广才岭地区,向西流至尚志市尚志镇,弯向东北,经延寿县、方正县,在方正县松
  • 青海菜青海菜是指青海省当地的地方菜系。青海省五分之四的面积为草原,剩下的五分之一为东部农业和农牧混合区,同时本省为汉、回、藏等多民族聚居之地,所以饮食方面也反映为各民族之融