里德伯原子是指具有高激发态电子（主量子数n很大）的原子。里德伯原子中只有一个电子处于很高的激发态，离原子实（原子核和其余的电子）很远，原子实对这个电子的库仑作用可视为一个点电荷的库仑作用，因此可以将里德伯原子看作类氢原子，将多体问题转化为单电子问题，这样就大大简化了计算。
1885年巴耳末提出氢原子光谱的巴耳末公式之后，就有人观测到了n=13的氢原子谱线。1893年美国天文学家皮克林在天文观测中观测到了n=31的谱线。1906年又有人观测到了n=51的钠的里德伯原子。目前人们在实验室中已经制备出n≈105的原子，射电天文已经观测到了n≈630的里德伯原子。
当原子处于基态时，尽管不同原子的质量差别很大，而原子半径相差不大。而里德伯原子的主量子数n很大，根据玻尔模型，电子的轨道半径：
即正比于n2，因此里德伯原子的半径比一般原子大很多。n=250的里德伯原子半径约为3.3微米，接近一个典型细菌的大小。
当原子中的电子处于主量子数n很低的状态时，激发态平均寿命在10-8秒左右。里德伯原子的电子被激发到n很大的状态。根据玻尔提出的对应原理，其行为接近于经典物理学的情况。此时激发态的平均寿命近似正比于n4.5，因此里德伯原子的寿命比较长，有的在10-3秒到1秒的数量级。里德伯原子的外层电子结合能近似与n2成正比，相邻两个能级之间的能量间隔近似与n3成反比，因此里德伯原子的能量间隔随n的增加而迅速减小。这使得检测里德伯原子需要有高分辨率的光谱技术，同时也带来一些新的现象[1]。例如对于正常原子，室温的黑体辐射频率远低于原子的一般辐射频率，室温黑体辐射对原子的影响可以忽略不计。而对于里德伯原子，能量间隔很小，室温黑体辐射能够影响原子的寿命[2][1]。
在普通原子中，原子内部库仑作用比较强，外部的电场、磁场对原子的影响比较小。而里德伯原子中由于电子到原子实的距离比较远，库仑作用比较小，比较容易受到外加的电磁场影响，产生一些有趣的现象。
进一步阅读 - 张绮香.物理,10(1981)273.
- 杨福家.《原子物理学》2008年第四版，P53，附注二：里德伯原子
外部链接参考文献 - ^ 1.0 1.1 Šibalić, Nikola; S Adams, Charles. Rydberg Physics. IOP Publishing. 2018. ISBN 9780750316354. doi:10.1088/978-0-7503-1635-4 （英语）.
- ^ E.J.Beiting et al..J.Chem.Phys.,70(1979)3551;T.F.Gallagher & W.E.Cooke.Phys.Rev.Lett.,42(1979)835.
里德伯原子, 是指具有高激发态电子, 主量子数n很大, 的原子, 中只有一个电子处于很高的激发态, 离原子实, 原子核和其余的电子, 很远, 原子实对这个电子的库仑作用可视为一个点电荷的库仑作用, 因此可以将看作类氢原子, 将多体问题转化为单电子问题, 这样就大大简化了计算, 1885年巴耳末提出氢原子光谱的巴耳末公式之后, 就有人观测到了n, 13的氢原子谱线, 1893年美国天文学家皮克林在天文观测中观测到了n, 31的谱线, 1906年又有人观测到了n, 51的钠的, 目前人们在实验室中已经制备出n, 105. 里德伯原子是指具有高激发态电子 主量子数n很大 的原子 里德伯原子中只有一个电子处于很高的激发态 离原子实 原子核和其余的电子 很远 原子实对这个电子的库仑作用可视为一个点电荷的库仑作用 因此可以将里德伯原子看作类氢原子 将多体问题转化为单电子问题 这样就大大简化了计算 1885年巴耳末提出氢原子光谱的巴耳末公式之后 就有人观测到了n 13的氢原子谱线 1893年美国天文学家皮克林在天文观测中观测到了n 31的谱线 1906年又有人观测到了n 51的钠的里德伯原子 目前人们在实验室中已经制备出n 105的原子 射电天文已经观测到了n 630的里德伯原子 在玻尔模型中 电子的轨道半径与n2成正比 当原子处于基态时 尽管不同原子的质量差别很大 而原子半径相差不大 而里德伯原子的主量子数n很大 根据玻尔模型 电子的轨道半径 r n n 2 e 0 h 2 p m e e 2 displaystyle r n n 2 frac varepsilon 0 h 2 pi m e e 2 即正比于n2 因此里德伯原子的半径比一般原子大很多 n 250的里德伯原子半径约为3 3微米 接近一个典型细菌的大小 当原子中的电子处于主量子数n很低的状态时 激发态平均寿命在10 8秒左右 里德伯原子的电子被激发到n很大的状态 根据玻尔提出的对应原理 其行为接近于经典物理学的情况 此时激发态的平均寿命近似正比于n4 5 因此里德伯原子的寿命比较长 有的在10 3秒到1秒的数量级 里德伯原子的外层电子结合能近似与n2成正比 相邻两个能级之间的能量间隔近似与n3成反比 因此里德伯原子的能量间隔随n的增加而迅速减小 这使得检测里德伯原子需要有高分辨率的光谱技术 同时也带来一些新的现象 1 例如对于正常原子 室温的黑体辐射频率远低于原子的一般辐射频率 室温黑体辐射对原子的影响可以忽略不计 而对于里德伯原子 能量间隔很小 室温黑体辐射能够影响原子的寿命 2 1 在普通原子中 原子内部库仑作用比较强 外部的电场 磁场对原子的影响比较小 而里德伯原子中由于电子到原子实的距离比较远 库仑作用比较小 比较容易受到外加的电磁场影响 产生一些有趣的现象 进一步阅读 编辑张绮香 物理 10 1981 273 杨福家 原子物理学 2008年第四版 P53 附注二 里德伯原子外部链接 编辑Rydberg Atoms and the Quantum Defect参考文献 编辑 1 0 1 1 Sibalic Nikola S Adams Charles Rydberg Physics IOP Publishing 2018 ISBN 9780750316354 doi 10 1088 978 0 7503 1635 4 英语 E J Beiting et al J Chem Phys 70 1979 3551 T F Gallagher amp W E Cooke Phys Rev Lett 42 1979 835 取自 https zh wikipedia org w index php title 里德伯原子 amp oldid 63694547, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，
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