氢原子能量与其绕核运动的轨道的关系的表达式的推导
氢原子能级公式推导 假设一个原子核为Z个正电荷，电荷=Ze，外围一个电荷为e，质量为m的电子以v的切线速度绕原子核运行，半径为r。可得该电子的离心力要等于电子和原子核之间的库仑力为：mv^2/r=Ze*e/r^2可得rmv^2=Ze^2①该电子的能量等于动能减去库仑力所提供的电位能：E=(1/2)mv^2-Ze^2/r②将①代入②可得：可以得到E=-Ze^2/2r③将quantum的概念导入，代换掉r得：mvr=n(h/2pi)④将①平方然后除于④得：mr=(n^2)(h^2)/(4pi^2)(Ze^2)r=(n^2)(h^2)/(4pi^2)(Ze^2)*m⑤将⑤代入③得：E=[-2(pi^2)*m*(Z^2)(e^4)]/[(n^2)(h^2)]扩展资料：氢原子电子轨道图：上图显示出能量最低的几个氢原子轨道（能量本征函数）。横向展示不同的角量子数(l)，竖向展示不同的能级(n)。各种颜色的亮度代表不同的概率密度（黑色：0 概率密度，白色：最高概率密度）。角量子数 l，以通常的光谱学代码规则，标记在每一个纵排的最上端。s 意指l=0，p 意指 l=1，d意指 l=2。主量子数标记在每一个横排的最右端。磁量子数m被设定为 0。截面是 xz-平面（z-轴是纵轴）。将绘图绕着 z-轴旋转，则可得到三维空间的概率密度。参考资料 -氢原子
氢原子处于基态时，原子能量E （1）原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：ke2r21=mv2r1 电子运动的动能为：Ek=12mv2=ke22r1（2）根据点电荷的场强公式E=kQr2 得氢原子核在电子轨道处产生的电场强度为：E=ker21（3）要.
