類氫原子英文解釋翻譯、類氫原子的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 hydrogen-like atom

分詞翻譯：

類的英語翻譯：

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

氫的英語翻譯：

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

原子的英語翻譯：

atom; atomy
【計】 atom
【化】 atom
【醫】 atom

專業解析

類氫原子（Hydrogen-like Atom）指原子核外僅有一個電子的原子或離子系統。其名稱源于其物理結構和能級特性與氫原子（最簡單的原子，僅含一個質子和一個電子）高度相似。盡管氫原子本身也屬于類氫原子，但該術語更常用于描述其他失去所有電子僅剩一個電子的離子系統。

核心特征與物理意義

單電子結構
類氫原子的核心特征是原子核外僅束縛一個電子。其原子核可包含多個質子（核電荷數 ( Z geq 1 )），例如：
- 氦離子（He⁺）：( Z=2 )
- 锂離子（Li²⁺）：( Z=3 )
- 铍離子（Be³⁺）：( Z=4 )
  此類離子通過電離過程移除其他電子後形成。
量子力學可解模型
類氫原子是量子力學中少數能精确求解薛定谔方程的系統之一。其能級公式為： $$ E_n = -frac{Z mu e}{2 (4piepsilon_0) hbar n} $$ 其中 ( n ) 為主量子數，( mu ) 為約化質量。該公式與氫原子能級（( Z=1 ) 時）形式一緻，僅通過 ( Z ) 縮放能級間隔。
光譜規律性
類氫原子發射或吸收的光譜遵循廣義巴爾默公式： $$ frac{1}{lambda} = R Z left( frac{1}{n_1} - frac{1}{n_2} right) $$ ( R ) 為裡德伯常量。高 ( Z ) 值導緻光譜線波長更短（如 He⁺ 的 ( H_alpha ) 線位于紫外區）。

應用場景

等離子體物理：高溫等離子體中存在大量類氫離子，其光譜用于診斷等離子體溫度與密度。
天體物理：恒星大氣與星際介質的X射線譜線常源自高 ( Z ) 類氫離子（如 Fe²⁵⁺）。
量子理論驗證：作為精确可解模型，用于檢驗相對論修正、量子電動力學效應等理論預測。

權威參考來源

量子力學教材
Griffiths, D. J. Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.), Pearson. 第4章詳細推導類氫原子波函數與能級。

原子物理手冊
CRC Handbook of Chemistry and Physics, Section "Atomic Spectroscopy". 提供類氫離子光譜數據表。

等離子體光譜學綜述
Griem, H. R. Principles of Plasma Spectroscopy, Cambridge University Press. 分析類氫離子在等離子體診斷中的應用。

網絡擴展解釋

類氫原子是指原子核外僅有一個電子的原子或離子，其電子結構與氫原子類似，因此具有相似的光譜和化學性質。以下是詳細解釋：

1.定義與結構

類氫原子由帶正電荷的原子核（電荷為(+Ze)，(Z)為原子序數）和一個核外電子組成。例如：

氫原子（(H)）及其同位素（如氘、氚）；
氦離子（(He^+)）、二價锂離子（(Li^{2+})）；
其他單電子離子（如(Be^{3+})）或電子偶素（由正電子和電子組成的束縛态）。

2.理論模型

類氫原子的量子力學處理基于以下方程：

定态薛定谔方程：描述電子運動狀态，包含動能和庫侖勢能項： $$ hat{H}psi = left( -frac{hbar}{2m} abla - frac{Ze}{4piepsilon_0 r} right)psi = Epsi $$ 其中( abla)為拉普拉斯算符，(r)為電子與核間距。
玻爾模型：通過量子化條件推導能級公式： $$ E_n = -frac{Z R_H}{n} quad (n=1,2,3,cdots) $$ (R_H)為裡德伯常數，(n)為主量子數。

3.特性與應用

能級簡化：由于單電子結構，能級僅與主量子數(n)相關，光譜線規律明顯。
研究價值：作為多電子原子的基礎模型，用于驗證量子力學理論和光譜分析。

4.與普通原子的區别

普通原子含多個電子，電子間存在複雜相互作用；而類氫原子僅有一個電子，僅需考慮核-電子庫侖力，理論分析更簡單。

類氫原子通過簡化結構成為量子力學研究的重要對象，其理論模型為複雜原子體系提供了基礎分析框架。