[论文解读] A dynamic model of atoms: structure, internal interactions and photon emissions of hydrogen

Werner A. Hofer|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 1998

Advanced Thermodynamics and Statistical Mechanics被引用 4

一句话总结

本文提出了一种基于电子内在属性和核振荡的确定性、动态氢原子模型，替代了标准的量子力学解法。该模型推导出基态半径为0.330 nm，通过电子-质子运动的衰减解释光谱发射，并将共振频率与原子核的弹性形变联系起来，提供了一个类经典框架，与热力学原理相容。

ABSTRACT

The standard solution of the Schroedinger equation for the hydrogen atom is analyzed. Comparing with the recently established internal properties of electrons it is found, that these solutions cannot be seen as physically valid states of the electron wave. The paper therefore proposes a new model of hydrogen based on internal properties of electrons. The ground state of the hydrogen system (T=0) is an inertial aggregation within the atomic shell, the calculation yields an atomic radius of 0.330 nm. Electron proton interaction within the atom are treated with a causal and deterministic model, the resonance frequency of the hydrogen system of $ 6.57 imes 10^{15} Hz $ is referred to elastic deformations of its nucleus, resonance levels are a result of boundary conditions for radial electron waves and photon interactions due to nuclear oscillations. Spectral emissions of excited atoms can be referred to a decay of the state of motion of the coupled electron-proton system. The framework developed is essentially deterministic, microphysical processes analyzed are referred to material characteristics of particles involved. Statistical effects are referred to interactions with the atomic environment, the results derived are compatible with the second and third principle of thermodynamics.

研究动机与目标

• 解决标准量子力学解法与近期确立的电子内部属性之间存在的不一致问题。
• 基于电子和质子的物质特性，开发一个物理上有效且确定性的氢原子模型。
• 在不依赖概率波函数的前提下，解释原子结构、内部相互作用及光子发射。
• 通过环境相互作用建模，确保与热力学第二定律和第三定律的兼容性。

提出的方法

• 提出一种动态模型，其中基态为原子壳层内的惯性聚集，计算得出半径为0.330 nm。
• 基于共振频率，采用因果性、确定性的框架建模电子-质子相互作用。
• 将氢的共振频率6.57×10¹⁵ Hz归因于原子核的弹性形变。
• 从耦合电子-质子系统运动状态的衰减中推导出光谱发射。
• 应用径向电子波的边界条件以确定共振能级。
• 将统计效应视为与原子环境相互作用的结果，而非内在的不确定性。

实验结果

研究问题

• RQ1 氢原子的薛定谔方程标准解是否可被视为电子波的物理有效状态？
• RQ2 如何通过确定性、基于物质的相互作用而非概率波函数来解释原子结构和光子发射？
• RQ3 氢的共振频率6.57×10¹⁵ Hz的物理起源是什么？
• RQ4 径向电子波的边界条件如何与可观测的光谱发射相关联？
• RQ5 如何在氢原子的确定性微观物理模型中保持热力学原理？

主要发现

• 氢的基态被建模为惯性聚集，计算半径为0.330 nm。
• 6.57×10¹⁵ Hz的共振频率被归因于原子核的弹性形变。
• 光谱发射源于耦合电子-质子系统运动状态的衰减。
• 共振能级由径向电子波的边界条件决定。
• 该模型为确定性模型，且与热力学第二、第三定律相容。
• 统计效应由与原子环境的相互作用解释，而非固有的量子不确定性。