类氢原子英文解释翻译、类氢原子的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 hydrogen-like atom

分词翻译：

类的英语翻译：

be similar to; genus; kind; species
【医】 group; para-; race

氢的英语翻译：

hydrogen
【医】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen

原子的英语翻译：

atom; atomy
【计】 atom
【化】 atom
【医】 atom

专业解析

类氢原子（Hydrogen-like Atom）指原子核外仅有一个电子的原子或离子系统。其名称源于其物理结构和能级特性与氢原子（最简单的原子，仅含一个质子和一个电子）高度相似。尽管氢原子本身也属于类氢原子，但该术语更常用于描述其他失去所有电子仅剩一个电子的离子系统。

核心特征与物理意义

单电子结构
类氢原子的核心特征是原子核外仅束缚一个电子。其原子核可包含多个质子（核电荷数 ( Z geq 1 )），例如：
- 氦离子（He⁺）：( Z=2 )
- 锂离子（Li²⁺）：( Z=3 )
- 铍离子（Be³⁺）：( Z=4 )
  此类离子通过电离过程移除其他电子后形成。
量子力学可解模型
类氢原子是量子力学中少数能精确求解薛定谔方程的系统之一。其能级公式为： $$ E_n = -frac{Z mu e}{2 (4piepsilon_0) hbar n} $$ 其中 ( n ) 为主量子数，( mu ) 为约化质量。该公式与氢原子能级（( Z=1 ) 时）形式一致，仅通过 ( Z ) 缩放能级间隔。
光谱规律性
类氢原子发射或吸收的光谱遵循广义巴尔默公式： $$ frac{1}{lambda} = R Z left( frac{1}{n_1} - frac{1}{n_2} right) $$ ( R ) 为里德伯常量。高 ( Z ) 值导致光谱线波长更短（如 He⁺ 的 ( H_alpha ) 线位于紫外区）。

应用场景

等离子体物理：高温等离子体中存在大量类氢离子，其光谱用于诊断等离子体温度与密度。
天体物理：恒星大气与星际介质的X射线谱线常源自高 ( Z ) 类氢离子（如 Fe²⁵⁺）。
量子理论验证：作为精确可解模型，用于检验相对论修正、量子电动力学效应等理论预测。

权威参考来源

量子力学教材
Griffiths, D. J. Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.), Pearson. 第4章详细推导类氢原子波函数与能级。

原子物理手册
CRC Handbook of Chemistry and Physics, Section "Atomic Spectroscopy". 提供类氢离子光谱数据表。

等离子体光谱学综述
Griem, H. R. Principles of Plasma Spectroscopy, Cambridge University Press. 分析类氢离子在等离子体诊断中的应用。

网络扩展解释

类氢原子是指原子核外仅有一个电子的原子或离子，其电子结构与氢原子类似，因此具有相似的光谱和化学性质。以下是详细解释：

1.定义与结构

类氢原子由带正电荷的原子核（电荷为(+Ze)，(Z)为原子序数）和一个核外电子组成。例如：

氢原子（(H)）及其同位素（如氘、氚）；
氦离子（(He^+)）、二价锂离子（(Li^{2+})）；
其他单电子离子（如(Be^{3+})）或电子偶素（由正电子和电子组成的束缚态）。

2.理论模型

类氢原子的量子力学处理基于以下方程：

定态薛定谔方程：描述电子运动状态，包含动能和库仑势能项： $$ hat{H}psi = left( -frac{hbar}{2m} abla - frac{Ze}{4piepsilon_0 r} right)psi = Epsi $$ 其中( abla)为拉普拉斯算符，(r)为电子与核间距。
玻尔模型：通过量子化条件推导能级公式： $$ E_n = -frac{Z R_H}{n} quad (n=1,2,3,cdots) $$ (R_H)为里德伯常数，(n)为主量子数。

3.特性与应用

能级简化：由于单电子结构，能级仅与主量子数(n)相关，光谱线规律明显。
研究价值：作为多电子原子的基础模型，用于验证量子力学理论和光谱分析。

4.与普通原子的区别

普通原子含多个电子，电子间存在复杂相互作用；而类氢原子仅有一个电子，仅需考虑核-电子库仑力，理论分析更简单。

类氢原子通过简化结构成为量子力学研究的重要对象，其理论模型为复杂原子体系提供了基础分析框架。