精确测量氢原子能级以确定质子大小
之前物理学家以为很好地确定了质子大小,因为氢原子光谱和电子散射等实验得出了一致的结论:质子半径约为0.88fm。然而,2010年光谱测量得出的质子半径约为0.84fm,这动摇了人们的信心。此后几年,这个“质子半径之谜”就令人挠头:有些实验支持原来的结论,但也有一些实验发现了更大的差异。最近瑞士联邦理工学院Scheidegger...
硅烷在纳米金刚石表面处理中的神秘力量
在硅烷分子中,一个硅原子与四个氢原子通过硅-氢(Si-H)键相连。由于硅原子较大的原子半径和较低的电负性,使得硅-氢键相对较弱(Si-H键的键能大约在318-384kJ/mol,C-H键的键能通常在413kJ/mol左右),Si-H键能低,意味着化学键更容易断裂。这种不稳定性使得硅烷化学性质越活泼,在高温下易于分解,形成固...
超越氢:发现具有重大意义的微小新原子Tauonium
Tauonium由陶子和它的反粒子组成,它的玻尔半径只有30.4飞米(1飞米=10-15米),大约是氢原子玻尔半径的1/1741。这意味着,Tauonium可以在更小的尺度上测试量子力学和量子电动力学的基本原理,为探索微观物质世界的奥秘提供了强大的工具。最近,一项名为“识别最重QED原子的新方法”的研究发表在综合期刊《科学公报》...
为什么雨滴落下不会砸死人?《张朝阳的物理课》推导斯托克斯定律
上式第一个部分只与f(r)有关,第二个部分只与g(θ)有关,所以它们应该都等于一个常数,注意到这个方程和《张朝阳的物理课(第一卷)》中氢原子薛定谔方程的形式一模一样,不妨就借鉴那里的思路,令这个常数等于角量子数l(l+1)。对于径向部分,取(17)式的第一部分和第三部分做比奈(Binet)变换令ψ=rf,上式可...
《奥本海默》横扫奥斯卡!回看他为原子弹煎熬一生的故事
这是由于奥本海默在曼哈顿计划中发现,在核裂变提供的极端高温条件下,氢等轻原子可以聚合成更重的原子核,从而释放更为庞大的能量。该发现后来促成了氢弹的研发。虽然大气层中的氢含量极少,但引爆原子弹后的高温可能会使水蒸气中的氢原子分离出来,继而引发大规模的连锁核聚变。换句话说,原子弹可能会把地球本身变成一个...
原子核从何而来
在氢燃烧的过程中,首先是p+p→D+e++v,进而有p+D→3He+γ和3He+3He→4He+2p连个核反应过程(www.e993.com)2024年10月20日。这一燃烧过程的总体效果是4个氢原子核聚合成一个4He原子核,放出了两个正电子、两个中微子和两条γ-射线(见图4),和大约27MeV的能量。由于恒星内部的负反馈作用,产生能量的速率很稳定,因而能维持恒星的辐射长...
关于氢能你需要知道的几个问题
氢密度小、原子半径小、非常活跃和不稳定,泄漏后容易燃烧和爆炸。这些因素都使氢存储和运输变得苛刻。也是氢储存、运输环节发展滞缓的主要原因。2023年底,上海开发了一种镁基固态储氢技术。镁基储氢密度是气态储氢的1000倍、液态储氢的1.5倍,储氢密度高;储氢过程中化学反应简单,无需额外的低温、高压装置,成本...
这个“常数”更新啦,被Nature亮点报道!仅2位作者,发了一篇顶刊!
氢的电离能是击出氢原子中唯一电子所需的最小能量,其大小与Rydberg常数(里德伯常量)有关。根据第一性原理可以准确地计算出质子和电子的两体性质。氢原子跃迁频率的精确测量可用于验证原子结构理论(即相对论量子力学和量子电动力学)的有效性,并确定Rydberg常数R∞和质子电荷半径rp等物理常数。R∞和rp的值主要由主...
勒让德函数和氢原子中电子几率角分布的计算与作图
氢原子中的电子在方向(θ,φ)附近立体角dΩ=sinθdθdφ内出现的几率是Wlm(θ,φ)dΩ,Wlm称为角分布几率密度其中是缔合勒让德函数。可见:Wlm与φ角无关,图形是绕z轴的旋转体。由于Wl,-m=Wl,m,因此只要画出Wl,m的曲线就行了。根据式(17)和式(18)以及缔合勒让德函数,可作出各种...
《张朝阳的物理课》线下第五课:氢原子的波函数与能级如何求解?
近日,《张朝阳的物理课》线下第五课开讲,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳将氢原子薛定谔方程分解为质心运动部分与相对运动部分来求解,其中相对运动部分的波函数又可进一步分为径向波函数与角向波函数,通过逐步分离变量最终解得氢原子薛定谔方程,得到氢原子波函数以及量子化的能级,进而引出电子轨道概念并求得轨道半径。