楼上吧友：这个帖子讨论的是初等量子力学，其标志是Schrodinger方程（1926）是一个基本假设。在这个框架内光是按电磁场处理的，根本不提光子。
1928年Dirac提出相对论性波动方程，在这个框架内，光仍然按电磁场处理，不提光子。
二战前后发展起来的二次量子化，实质就是选取粒子数表象，对电磁场进行量子化，出来光子，最后发展成量子电动力学。
电子与光子如何作用？那是量子电动力学的问题，相当专业，不是这个初等量子力学的帖子所能解决的。这个帖子原子上不涉及这方面内容
鬼是量子化的或人形的，社会关系异化为货币，虚粒子也是粒子；
爱引力作用连续化，经典思想：连续就是无限可分，虚粒子内在的自组织性整体性没有了
现代场论：量子化，各种场，各种相互作用都是量子性的
这是近代拍摄到的原子光谱图，对氢原子当时（1913年前后）大概只能拍摄到4条光谱线（从右到左），实际光谱照片的下方应该标有刻度尺，通常标的是波长。
2010-4-26 05:53 回复
南澳洲
212位粉丝
3楼
一左右为难
进入微观领域遇到的第一个问题就是：原子是如何组成的？如何解析楼上贴出的原子光谱？
当时流行的原子模型是汤姆孙提出的【面包--葡萄干】模型，该模型大意是原子像一个球形（带正电的）面包，这个面包上的几个葡萄干就是带负电的电子。这个模型能解析原子的稳定性，也能解析原子的带电结构。
正常情况下电子不动，受到外界干扰，电子在平衡位置附近做谐振动，根据电磁学这个电子要向外辐射（该频率的）电磁波。这个模型期望这种电磁波的频率能与拍摄到的光谱线频率相同。但是实际计算结果不同。
与此同时卢瑟福用α粒子轰击原子，从上万张照片中发现了几张散射角很大的照片，这说明原子基本上是空心的，正电荷全部集中在核心，质量大部分也集中在核心。因此卢瑟福提出原子结构的行星式模型；太阳就是原子核，其它的行星类似于电子。这个模型与α粒子散射实验符合，但是这个模型没办法得到稳定的原子结构，因为外边的电子要围绕原子核做圆周运动，一定有加速度，做加速运动的带电粒子要向外辐射能量，用不着多长时间电子将掉落到原子核内。
也就是说当时遇到的情况是：连一个稳定的原子结构模型都提不出来。汤姆孙模型能解析稳定性，但与卢瑟福散射实验矛盾；行星模型能解析卢瑟福散射实验，但这个模型不可能稳定，经典物理左右为难。
2010-4-26 05:54 回复
相爱之人
丽雅Leah
242位粉丝
4楼
我有兴致想顺路说一点点别的，比如，刚接触量子力学的吧友，也许会有这个问题： 为什么我们整天在算能谱？ 在固体物理中，我们又整天算谱（能态密度）等？
因为，频率，是我们在物理学中，人们测量的最广泛、最精准的物理量。对于光谱，可见光的频率在10^14Hz, 最前线的原子分子光学实验室能够获得1个Hz的精度，那就是10几位有效数字。保守地说，应该有2/3以上的物理知识，都来自于对这个物理量的测量。在量子力学中，因为粒子的能量以普朗克常数为系数，正比于能量，于是得到频率，也就得到了能谱。
对小小的氢原子的光谱的研究，让我们获得了多到不可思议的丰盛的结论。氢原子的光谱，若从细看，并不止这么简单。考虑到电子的相对论性关系修正，电子的自旋-轨道耦合等因素，我们可以获得氢原子光谱的精细结构。通过电子角动量与核自旋磁矩的耦合，还可以得到氢原子光谱的超精细结构。对氢原子2S(1/2)和2P(1/2)态的仔细观察，人们还发现了通过Dirac方程也难以解释的细微分裂，这个分裂的量级只有10的负5次方电子伏。这个称作Lamb位移，使用完整的量子电动力学方可以把此项计算得很好。在宇宙学上，我们接受到遥远星系的光谱，主要成分就是氢原子谱，我们将它们识别出来而且发现谱线的向红端移动，（多普勒效应），我们发现宇宙在膨胀的事实。通过对此遥远世界的光线在中途星际物质的吸收与再发射，我们还可以研究较早期宇宙的一些结构和成份。对某些恒星的谱线的细微摆动，我们识别出，是来自可能的行星或伴星的引力摄动，目前最前线的精度可以识别出大致1m/s的径向速度，从此也成为地外行星的一种寻找的方法。
希望没有打扰南老师的思路～
2010-4-26 09:31 回复
南澳洲
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6楼
4楼丽雅Leah老师介绍的是关于氢原子光谱研究的最新情况。这是一份很好的材料，值得大家认真阅读，认真思考。
2010-4-27 09:00 回复
南澳洲
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7楼
二量子化条件
微观粒子具有波-粒二象性,不妨把做圆周运动的电子想象成一个波动.要这个波动稳定,就应该形成驻波.即
………………圆周长2πr=nλ...=1,2,3,……….(1)
其中λ是电子的德布罗依波波长.再考虑到波长与动量的关系
………………p=2πh/λ........................(2)
h 是带芭的普朗克常数,
得到………L=rp=nh…n=1,2,3,……..(3)
对于圆周运动,L=rp就是电子的角动量.
上面简单计算说明:如果考虑电子具有波-粒二象性,一个稳定的氢原子,它的一些力学量也应该是量子化的.(3)式就是角动量L 满足的量子化条件.
(3)式就是1913年玻尔提出的假定之一,量子化条件.当时玻尔并不知道氢光谱的实验数据.另外,当时也没有波-粒二象性这个概念. 在那种情况下能提出(3)式的量子化条件实在不简单.（说明上面得到（3）式的方法参阅了中学物理教材甲种本）
2010-4-27 19:19 回复
219.137.70.* 8楼
楼主有一个问题请教，困惑了好久：丽雅Leah 讲到原子的光谱,我想问一个问题,原子中的电子与光子是通过电子场相互作用吗?但在百度搜查看不到这个问题,那如果不是,电子是怎样与光子作用啊,光子是光速,哪来场,没有场,电子与光子怎样发生相互作用?
2010-4-27 20:18 回复
南澳洲
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9楼
回复8楼：初等量子力学解决不了你提出的问题。按场论的说法，电子质子是费米子，它们（虚）交换光子（玻色子）出现相互作用。光子是这样出来的。
2010-4-27 20:26 回复
113.64.171.* 10楼
我是8楼的,不好意思,由于表达中出现问题或者楼主没仔细看,再干扰多你一次,其实我是讲即然丽雅Leah 讲到原子的光谱可以打扰你，我也打扰你一次（下面请仔细看）,我想问一个问题是关于电子与光子的相互作用,原子中的电子与外来的光子是通过电子场相互作用吗?但在百度搜查看不到这个问题,那如果不是,电子是怎样与光子作用啊,光子是光速,哪来场,没有场,电子与光子怎样发生相互作用?
2010-4-27 20:18 回复
2010-4-28 00:39 回复
南澳洲
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11楼
楼上吧友：这个帖子讨论的是初等量子力学，其标志是Schrodinger方程（1926）是一个基本假设。在这个框架内光是按电磁场处理的，根本不提光子。
1928年Dirac提出相对论性波动方程，在这个框架内，光仍然按电磁场处理，不提光子。
二战前后发展起来的二次量子化，实质就是选取粒子数表象，对电磁场进行量子化，出来光子，最后发展成量子电动力学。
电子与光子如何作用？那是量子电动力学的问题，相当专业，不是这个初等量子力学的帖子所能解决的。这个帖子原子上不涉及这方面内容。
2010-4-28 07:48 回复
南澳洲
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12楼
波尔（1913）假定要点如下。
1）电子在原子核作用下（按牛顿力学）绕核作圆周运动，这种运动状态是稳定的，不向外辐射电磁波
2）量子化条件L=nh（L是轨道角动量）
3）当电子从一个稳定状态跃迁到另一个稳定状态时向外辐射能量
hω=Em-En……(*)
根据波尔假定，电子绕原子核做圆周运动满足的动力学方程是
ke²/r²=mv²/r……….(1)
L=mvr=nh………(2)
E=L²/2mr²-ke²/r….(3)
由上面三式可以得到下面结果
1）轨道半径Rn=a₀n²,(n=1,2,3,…)….(4)
a₀=h²/(mke²)称为波尔半径
2）En=-ke²/(2Rn)…………. (5)
(5)式说明氢原子的能量是量子化的，只能取一系列分立数值,把（5）式结果代入(*)中得到光谱线频率与实验大体符合。直到现在我们仍然把能量具有确定值的状态称为定态。
很明显波尔假定是自相矛盾的，逻辑上讲不通，但是由波尔假定所得结果与实验符合，因此直到现在，在光谱学，及在介观物理范围，很多人仍然使用波尔理论解决实际问题。
上面介绍的是波尔在1913年发表的最原始的波尔理论，文章发表不久，有人对氢光谱进行了认真的测量，发现理论计算与实验结果存在系统性偏差（大约1/2000），这种系统性偏差是不能接受的，说明在波尔的计算中存在一些原则性问题，到底是什么原则性问题？请吧友思考。
说明：在实际科研工作中，这类系统性偏差经常出现，遇到此类问题，千万别紧张，此类问题比较容易解决，关键在于：此时要细心检查自己的计算。
2010-4-28 09:31 回复
123.7.79.* 13楼
速度快的物体能量怎样变化
2010-4-28 14:22 回复
南澳洲
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14楼
楼上吧友：你的问题与量子力学没有什么关系吧。
2010-4-28 14:31 回复
南澳洲
212位粉丝
15楼
应该说这是一个十分低级的错误，错误的根源在于认为质子不动（目前中学教材就是采用这种说法）。求解这类问题的正确做法是选质心坐标系。
波尔看到实验数据后重新做了计算，所得结果与当时的观测结果惊人地符合。
玻尔只考虑了圆周运动,1916年索末菲把玻尔假设推广到椭圆轨道,并考虑了相对论修正,很好的解释了氢光谱及类氢离子光谱.
现在人们把玻尔-索末菲理论称为旧量子论.1926年波动力学问世后,旧量子论就被波动力学取代.
在此期间,出现了两个新理论,相对论及玻尔理论,这两个新理论都有下面特点:
1) 与人们习惯有出入;
2)能解释部分实验.
1916年索末菲引进了椭圆轨道及相对论修正,很好的解释了氢光谱的精细结构及超精细结构.此后,人们普遍接受这两个理论.
目前,人们普遍的看法是:对宏观领域,应采用牛顿力学处理;对微观领域,要用量子力学处理;对宏观,微观之间的介观领域,例如微电子,表面物理, 用玻尔理论处理是合适的.
2010-4-29 06:02 回复
南澳洲
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16楼
说明：本楼素材是相对论吧原吧主fishwoodok老师提供的，在发帖时对她提供的素材我作了一些改动。
2008年7月1日美国莱斯大学F. B. Dunning宣布，他们成功地获得了直径接近1毫米的超大原子，这个工作已经在【物理评论快报】（PRL）上发表这是迄今为止（2008）人们获得的最大的超大原子。
这类原子的大小介乎宏观与微观之间，用量子力学太麻烦，用牛顿力学又出不来能级。目前处理这类原子采用的理论就是波尔理论。
这类原子称为里德伯原子。下面简单介绍里德伯原子.
里德伯原子是指原子中一个电子被激发到高量子态(主量子数n很大)的高激发原子.上世纪中期,实验室已经能制造出n=105的氢原子,射电天文观 察已探测到 n=350的大原子.
1958年激光发现后,对里德伯原子的研究出现了一个新高潮.为什么人们如此热心研究里德伯原子?这与里德伯原子的一些特殊性质有关
1)按玻尔的对应原理,主量子数n越大,半径就越大，电子的运动更接近经典物理.例如当n=250时,电子半径为 3.3微米,接近细菌的大小,是一个名副其实的特大原子.此时,电子轨道内的原子实的具体结构已经无关要紧,无论是氢核,钾离子,还是其它离子,都可以看成是位于原点的点电荷.
作为练习大家不妨具体计算一下,此时电子的速度特别慢.最简单的原因就是:不管怎么说,电子的总能量还是负的,因此电子的动能小于电势能的绝对值.即
………0.5mv²3.3微米
此时电子的速度应该与一般汽车的速度差不多.
2)对通常的激发态,(n小)电子很容易回到基态,激发态的平均寿命一般都在10^(-8)秒左右（10的负8秒）.但是实验发现,当主量子数n很大时,其寿命近似正比于n^4.5(与n的4.5次方成正比),只要不受到外界干扰,寿命长到千分之一秒甚至于一秒也是十分普通的事.
为什么是这样?这种性质有什么用?这正是研究者希望知道的事情.
3)由玻尔理论可以知道,里德伯原子的结合能与n²成反比,里德伯原子相邻两个能级之间的能量差近似地与n³成反比,即随n增大而迅速减小. 例如当n=30时,ΔE≈1 毫电子伏特, 当n=350时, ΔE≈10^(-4)毫电子伏特.这样小的能量间隔,一方面使检测困难,必须有高分辨的光谱技术,另一方面,也带来了一些新现象. 例如,一般认为室温的黑体辐射对原子的影响完全可以忽略,因为黑体辐射的频率与温度成反比,在室温 (300K)下,其频率远低于原子的一般辐射频率.但是对于里德伯原子,这个条件不成立,实验观察到了室温下黑体辐射对里德伯原子寿命的影响.
4)基态附近的电子,受到原子核库仑力的强烈影响,外加电场,磁场对电子的影响都比较小.但是对里德伯原子情况正好反过来,从而产生一些有趣的现象.具体是什么现象?有什么用?也是当前研究者关心的课题.
1928年Dirac提出相对论性波动方程，在这个框架内，光仍然按电磁场处理，不提光子。
二战前后发展起来的二次量子化，实质就是选取粒子数表象，对电磁场进行量子化，出来光子，最后发展成量子电动力学。
电子与光子如何作用？那是量子电动力学的问题，相当专业，不是这个初等量子力学的帖子所能解决的。这个帖子原子上不涉及这方面内容
鬼是量子化的或人形的，社会关系异化为货币，虚粒子也是粒子；
爱引力作用连续化，经典思想：连续就是无限可分，虚粒子内在的自组织性整体性没有了
现代场论：量子化，各种场，各种相互作用都是量子性的
这是近代拍摄到的原子光谱图，对氢原子当时（1913年前后）大概只能拍摄到4条光谱线（从右到左），实际光谱照片的下方应该标有刻度尺，通常标的是波长。
2010-4-26 05:53 回复
南澳洲
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3楼
一左右为难
进入微观领域遇到的第一个问题就是：原子是如何组成的？如何解析楼上贴出的原子光谱？
当时流行的原子模型是汤姆孙提出的【面包--葡萄干】模型，该模型大意是原子像一个球形（带正电的）面包，这个面包上的几个葡萄干就是带负电的电子。这个模型能解析原子的稳定性，也能解析原子的带电结构。
正常情况下电子不动，受到外界干扰，电子在平衡位置附近做谐振动，根据电磁学这个电子要向外辐射（该频率的）电磁波。这个模型期望这种电磁波的频率能与拍摄到的光谱线频率相同。但是实际计算结果不同。
与此同时卢瑟福用α粒子轰击原子，从上万张照片中发现了几张散射角很大的照片，这说明原子基本上是空心的，正电荷全部集中在核心，质量大部分也集中在核心。因此卢瑟福提出原子结构的行星式模型；太阳就是原子核，其它的行星类似于电子。这个模型与α粒子散射实验符合，但是这个模型没办法得到稳定的原子结构，因为外边的电子要围绕原子核做圆周运动，一定有加速度，做加速运动的带电粒子要向外辐射能量，用不着多长时间电子将掉落到原子核内。
也就是说当时遇到的情况是：连一个稳定的原子结构模型都提不出来。汤姆孙模型能解析稳定性，但与卢瑟福散射实验矛盾；行星模型能解析卢瑟福散射实验，但这个模型不可能稳定，经典物理左右为难。
2010-4-26 05:54 回复
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丽雅Leah
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4楼
我有兴致想顺路说一点点别的，比如，刚接触量子力学的吧友，也许会有这个问题： 为什么我们整天在算能谱？ 在固体物理中，我们又整天算谱（能态密度）等？
因为，频率，是我们在物理学中，人们测量的最广泛、最精准的物理量。对于光谱，可见光的频率在10^14Hz, 最前线的原子分子光学实验室能够获得1个Hz的精度，那就是10几位有效数字。保守地说，应该有2/3以上的物理知识，都来自于对这个物理量的测量。在量子力学中，因为粒子的能量以普朗克常数为系数，正比于能量，于是得到频率，也就得到了能谱。
对小小的氢原子的光谱的研究，让我们获得了多到不可思议的丰盛的结论。氢原子的光谱，若从细看，并不止这么简单。考虑到电子的相对论性关系修正，电子的自旋-轨道耦合等因素，我们可以获得氢原子光谱的精细结构。通过电子角动量与核自旋磁矩的耦合，还可以得到氢原子光谱的超精细结构。对氢原子2S(1/2)和2P(1/2)态的仔细观察，人们还发现了通过Dirac方程也难以解释的细微分裂，这个分裂的量级只有10的负5次方电子伏。这个称作Lamb位移，使用完整的量子电动力学方可以把此项计算得很好。在宇宙学上，我们接受到遥远星系的光谱，主要成分就是氢原子谱，我们将它们识别出来而且发现谱线的向红端移动，（多普勒效应），我们发现宇宙在膨胀的事实。通过对此遥远世界的光线在中途星际物质的吸收与再发射，我们还可以研究较早期宇宙的一些结构和成份。对某些恒星的谱线的细微摆动，我们识别出，是来自可能的行星或伴星的引力摄动，目前最前线的精度可以识别出大致1m/s的径向速度，从此也成为地外行星的一种寻找的方法。
希望没有打扰南老师的思路～
2010-4-26 09:31 回复
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6楼
4楼丽雅Leah老师介绍的是关于氢原子光谱研究的最新情况。这是一份很好的材料，值得大家认真阅读，认真思考。
2010-4-27 09:00 回复
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7楼
二量子化条件
微观粒子具有波-粒二象性,不妨把做圆周运动的电子想象成一个波动.要这个波动稳定,就应该形成驻波.即
………………圆周长2πr=nλ...=1,2,3,……….(1)
其中λ是电子的德布罗依波波长.再考虑到波长与动量的关系
………………p=2πh/λ........................(2)
h 是带芭的普朗克常数,
得到………L=rp=nh…n=1,2,3,……..(3)
对于圆周运动,L=rp就是电子的角动量.
上面简单计算说明:如果考虑电子具有波-粒二象性,一个稳定的氢原子,它的一些力学量也应该是量子化的.(3)式就是角动量L 满足的量子化条件.
(3)式就是1913年玻尔提出的假定之一,量子化条件.当时玻尔并不知道氢光谱的实验数据.另外,当时也没有波-粒二象性这个概念. 在那种情况下能提出(3)式的量子化条件实在不简单.（说明上面得到（3）式的方法参阅了中学物理教材甲种本）
2010-4-27 19:19 回复
219.137.70.* 8楼
楼主有一个问题请教，困惑了好久：丽雅Leah 讲到原子的光谱,我想问一个问题,原子中的电子与光子是通过电子场相互作用吗?但在百度搜查看不到这个问题,那如果不是,电子是怎样与光子作用啊,光子是光速,哪来场,没有场,电子与光子怎样发生相互作用?
2010-4-27 20:18 回复
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回复8楼：初等量子力学解决不了你提出的问题。按场论的说法，电子质子是费米子，它们（虚）交换光子（玻色子）出现相互作用。光子是这样出来的。
2010-4-27 20:26 回复
113.64.171.* 10楼
我是8楼的,不好意思,由于表达中出现问题或者楼主没仔细看,再干扰多你一次,其实我是讲即然丽雅Leah 讲到原子的光谱可以打扰你，我也打扰你一次（下面请仔细看）,我想问一个问题是关于电子与光子的相互作用,原子中的电子与外来的光子是通过电子场相互作用吗?但在百度搜查看不到这个问题,那如果不是,电子是怎样与光子作用啊,光子是光速,哪来场,没有场,电子与光子怎样发生相互作用?
2010-4-27 20:18 回复
2010-4-28 00:39 回复
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楼上吧友：这个帖子讨论的是初等量子力学，其标志是Schrodinger方程（1926）是一个基本假设。在这个框架内光是按电磁场处理的，根本不提光子。
1928年Dirac提出相对论性波动方程，在这个框架内，光仍然按电磁场处理，不提光子。
二战前后发展起来的二次量子化，实质就是选取粒子数表象，对电磁场进行量子化，出来光子，最后发展成量子电动力学。
电子与光子如何作用？那是量子电动力学的问题，相当专业，不是这个初等量子力学的帖子所能解决的。这个帖子原子上不涉及这方面内容。
2010-4-28 07:48 回复
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12楼
波尔（1913）假定要点如下。
1）电子在原子核作用下（按牛顿力学）绕核作圆周运动，这种运动状态是稳定的，不向外辐射电磁波
2）量子化条件L=nh（L是轨道角动量）
3）当电子从一个稳定状态跃迁到另一个稳定状态时向外辐射能量
hω=Em-En……(*)
根据波尔假定，电子绕原子核做圆周运动满足的动力学方程是
ke²/r²=mv²/r……….(1)
L=mvr=nh………(2)
E=L²/2mr²-ke²/r….(3)
由上面三式可以得到下面结果
1）轨道半径Rn=a₀n²,(n=1,2,3,…)….(4)
a₀=h²/(mke²)称为波尔半径
2）En=-ke²/(2Rn)…………. (5)
(5)式说明氢原子的能量是量子化的，只能取一系列分立数值,把（5）式结果代入(*)中得到光谱线频率与实验大体符合。直到现在我们仍然把能量具有确定值的状态称为定态。
很明显波尔假定是自相矛盾的，逻辑上讲不通，但是由波尔假定所得结果与实验符合，因此直到现在，在光谱学，及在介观物理范围，很多人仍然使用波尔理论解决实际问题。
上面介绍的是波尔在1913年发表的最原始的波尔理论，文章发表不久，有人对氢光谱进行了认真的测量，发现理论计算与实验结果存在系统性偏差（大约1/2000），这种系统性偏差是不能接受的，说明在波尔的计算中存在一些原则性问题，到底是什么原则性问题？请吧友思考。
说明：在实际科研工作中，这类系统性偏差经常出现，遇到此类问题，千万别紧张，此类问题比较容易解决，关键在于：此时要细心检查自己的计算。
2010-4-28 09:31 回复
123.7.79.* 13楼
速度快的物体能量怎样变化
2010-4-28 14:22 回复
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楼上吧友：你的问题与量子力学没有什么关系吧。
2010-4-28 14:31 回复
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15楼
应该说这是一个十分低级的错误，错误的根源在于认为质子不动（目前中学教材就是采用这种说法）。求解这类问题的正确做法是选质心坐标系。
波尔看到实验数据后重新做了计算，所得结果与当时的观测结果惊人地符合。
玻尔只考虑了圆周运动,1916年索末菲把玻尔假设推广到椭圆轨道,并考虑了相对论修正,很好的解释了氢光谱及类氢离子光谱.
现在人们把玻尔-索末菲理论称为旧量子论.1926年波动力学问世后,旧量子论就被波动力学取代.
在此期间,出现了两个新理论,相对论及玻尔理论,这两个新理论都有下面特点:
1) 与人们习惯有出入;
2)能解释部分实验.
1916年索末菲引进了椭圆轨道及相对论修正,很好的解释了氢光谱的精细结构及超精细结构.此后,人们普遍接受这两个理论.
目前,人们普遍的看法是:对宏观领域,应采用牛顿力学处理;对微观领域,要用量子力学处理;对宏观,微观之间的介观领域,例如微电子,表面物理, 用玻尔理论处理是合适的.
2010-4-29 06:02 回复
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16楼
说明：本楼素材是相对论吧原吧主fishwoodok老师提供的，在发帖时对她提供的素材我作了一些改动。
2008年7月1日美国莱斯大学F. B. Dunning宣布，他们成功地获得了直径接近1毫米的超大原子，这个工作已经在【物理评论快报】（PRL）上发表这是迄今为止（2008）人们获得的最大的超大原子。
这类原子的大小介乎宏观与微观之间，用量子力学太麻烦，用牛顿力学又出不来能级。目前处理这类原子采用的理论就是波尔理论。
这类原子称为里德伯原子。下面简单介绍里德伯原子.
里德伯原子是指原子中一个电子被激发到高量子态(主量子数n很大)的高激发原子.上世纪中期,实验室已经能制造出n=105的氢原子,射电天文观 察已探测到 n=350的大原子.
1958年激光发现后,对里德伯原子的研究出现了一个新高潮.为什么人们如此热心研究里德伯原子?这与里德伯原子的一些特殊性质有关
1)按玻尔的对应原理,主量子数n越大,半径就越大，电子的运动更接近经典物理.例如当n=250时,电子半径为 3.3微米,接近细菌的大小,是一个名副其实的特大原子.此时,电子轨道内的原子实的具体结构已经无关要紧,无论是氢核,钾离子,还是其它离子,都可以看成是位于原点的点电荷.
作为练习大家不妨具体计算一下,此时电子的速度特别慢.最简单的原因就是:不管怎么说,电子的总能量还是负的,因此电子的动能小于电势能的绝对值.即
………0.5mv²
此时电子的速度应该与一般汽车的速度差不多.
2)对通常的激发态,(n小)电子很容易回到基态,激发态的平均寿命一般都在10^(-8)秒左右（10的负8秒）.但是实验发现,当主量子数n很大时,其寿命近似正比于n^4.5(与n的4.5次方成正比),只要不受到外界干扰,寿命长到千分之一秒甚至于一秒也是十分普通的事.
为什么是这样?这种性质有什么用?这正是研究者希望知道的事情.
3)由玻尔理论可以知道,里德伯原子的结合能与n²成反比,里德伯原子相邻两个能级之间的能量差近似地与n³成反比,即随n增大而迅速减小. 例如当n=30时,ΔE≈1 毫电子伏特, 当n=350时, ΔE≈10^(-4)毫电子伏特.这样小的能量间隔,一方面使检测困难,必须有高分辨的光谱技术,另一方面,也带来了一些新现象. 例如,一般认为室温的黑体辐射对原子的影响完全可以忽略,因为黑体辐射的频率与温度成反比,在室温 (300K)下,其频率远低于原子的一般辐射频率.但是对于里德伯原子,这个条件不成立,实验观察到了室温下黑体辐射对里德伯原子寿命的影响.
4)基态附近的电子,受到原子核库仑力的强烈影响,外加电场,磁场对电子的影响都比较小.但是对里德伯原子情况正好反过来,从而产生一些有趣的现象.具体是什么现象?有什么用?也是当前研究者关心的课题.
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