探索中的新型氫能源——分數氫(孫興明)[中學家園]

探索中的新型氫能源——分數氫(孫興明)[中學家園]:
分數氫的概念,是米爾斯等人對玻爾氫原子模型中電子量子化軌道(軌道量子數n=1、2……等整數)進行改造,擴展了氫原子能級的範圍,突破了軌道量子數只能是整數的限制提出來的,即氫原子電子能級的軌道量子數為1/2、1/3、1/4……等分數,能量處於比量子態數為1的基態能量更低能量狀態的氫原子。
米爾斯等人的理論是將核外電子看作是一個圍繞原子核外的二維球殼,而不是一個點或機率波。由此建立了一個新的原子模型——“軌道球”模型,並採用了麥克斯韋方程推導出的邊界條件,從而得出量子態數為分數的能級狀態,計算出相應的分數量子能級下的電子能量,n=1/2、1/3、1/4和1/5時相應為-54.4、-122.4、-217.7和-340.1eV,都比n=1時基態的電子能量-13.6eV低得多,當電子由基態向分數能級或分數能級之間轉變時將釋放出相應的能量差值,從n=1到n=1/2時為40.8eV,往下依次為60.8eV 、95.3eV和122.4eV。與這些能量差值相對應的譜線波長分別為30.39nm、18.24nm、13.01nm和10.13nm。這些數據表明,如果氫原子由基態向分數量級轉變時,每次都能釋放多達幾十電子伏特的能量,超過了氫原子由激發態向基態躍遷所釋放的能量,由此可開闢出一條高效率應用氫能源的新途徑。

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