一个氢原子的实际质量为1.674×10⁻²⁷千克,相对原子质量约为1。以一个碳-12原子质量的1/12作为标准,任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。由于原子的实际质量很小,用实际质量计算非常麻烦,例如一个氧原子的质量为2.657×10⁻²⁶千克,一个碳-12原子的质量为1.993×10⁻²⁶千克。
氢原子是氢元素的原子。电中性的原子含有一个正价的质子与一个负价的电子,被库仑定律束缚于原子核内。在大自然中,氢原子是丰度最高的同位素,称为氢,氢-1,或氕。氢原子不含任何中子,别的氢同位素含有一个或多个中子。这条目主要描述氢-1。
氢原子拥有一个质子和一个电子,是一个的简单的二体系统。系统内的作用力只跟二体之间的距离有关,是反平方有心力,不需要将这反平方有心力二体系统再加理想化,简单化。描述这系统的(非相对论性的)薛定谔方程有解析解,也就是说,解答能以有限数量的常见函数来表达。满足这薛定谔方程的波函数可以完全地描述电子的量子行为。因此可以这样说,在量子力学里,没有比氢原子问题更简单,更实用,而又有解析解的问题了。所推演出来的基本物理理论,又可以用简单的实验来核对。所以,氢原子问题是个很重要的问题。
另外,理论上薛定谔方程也可用于求解更复杂的原子与分子。但在大多数的案例中,皆无法获得解析解,而必须藉用电脑(计算机)来进行计算与模拟,或者做一些简化的假设,方能求得问题的解析解。
时间: 2024-10-19 03:21:50