基態_百度百科

基態是指在正常狀態下，原子處於最低能級，這時電子在離核最近的軌道上運動的這種定態。

基態的概念是基於能層原理、能級概念、能量最低原理而來的。

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基態的概念是基於能層原理、能級概念、能量最低原理而來的。

為了詳細説明基態的概念，詞條在簡要介紹上述相關的內容的基礎上，闡述了基態的概念。

中文名 基態 外文名 groundstate 概念基礎 能層理論、能量最低原理 相關狀態 激發態 相關運動 電子躍遷 學    科 原子物理學 目錄 1 能層理論與能級 ▪ 能層理論 ▪ 能級的標定 ▪ 氫原子能級 2 能量最低原理 3 基態與激發態 4 電子躍遷 5 電子雲與原子軌道 基態能層理論與能級 編輯 由玻爾的理論發展而來的現代量子物理學認為原子核外電子的可能狀態是不連續的，因此各狀態對應能量也是不連續的。

這些能量值就是能級。

基態能層理論 是一種解釋原子核外電子運動軌道的一種理論 [2]  。

它認為電子只能在特定的、分立的軌道上運動，各個軌道上的電子具有分立的能量，這些能量值即為能級。

電子可以在不同的軌道間發生躍遷，電子吸收能量可以從低能級躍遷到高能級或者從高能級躍遷到低能級從而輻射出光子。

氫原子的能級可以由它的光譜顯示出來。

基態能級的標定 原子核能級的性質決定於核子間的相互作用，後者主要包括強相互作用（即核力）及電磁相互作用。

在一個多體系統中，粒子間的相互作用所具有的不變性能為這個多體系統提供了好的量子數。

由於核力和電磁力都具有轉動不變性及空間反射不變性，所以角動量I和宇稱π都是原子核的好量子數（即守恆量量子數）,它們是除能量以外標定能級的最基本的量子數。

此外，核力還較好地滿足同位旋空間轉動不變性，但電磁力不具有這種不變性。

所以在後者所起的作用不大的情況下,例如在輕核中，同位旋T仍是一個近似的好量子數（見原子核），用它來標定能級是有意義的。

偶偶核能級　偶偶核在能級方面有一些特別簡單的規律，例如所有偶偶核的基態自旋宇稱Iπ都是0+，除了幾個雙滿殼核4He、16O、40Ca、90Zr、208Pb以外,所有偶偶核的第一激發態自旋宇稱都是2+。

這個簡單規律顯然與原子核內部結構及核子間相互作用有關。

能級寬度　除了穩定核的基態外，所有原子核的能級都具有一定的寬度 。

這是因為它們可以通過強相互作用發射核子、核子集團或其他強子；通過電磁作用發射γ光子；或通過弱相互作用發射電子和中微子並衰變到較低的態或鄰近的核的激發態或基態上。

由於能級壽命τ與寬度 有測不準關係的限制： ，所以一切不穩定的能級都具有一定的寬度 。

的變化範圍很大，從幾兆電子伏到遠小於一個電子伏。

一般能量越高，能級越密，寬度越大，以致互相重疊，能級就進入連續區。

能級的激發性質　從原子核的衰變、反應性質和核結構理論可判定某一能級的激發性質。

典型的激發有兩類：一類是單粒子激發（或單空穴激發），例如在某些奇A核中,奇核子從一個單粒子態躍遷到另一個單粒子態。

另一類是集體性質的激發，它是由許多單核子激發的相干疊加而成的激發。

基態氫原子能級 原子各個定態對應的能量是不連續的，這些能量值叫做能級 [3]  。

①能級公式：En=E1/n2②半徑公式：rn=n2·r1在氫光譜中，n=2,3,4,5,…向n=1躍遷發光形成賴曼線系n=3,4,5,6…向n=2躍遷發光形成巴耳末線系；n=4,5,6,7…向n=3躍遷發光形成帕邢線系；n=5,6,7,8……向n=4躍遷發光形成布喇開線系，其中只有巴耳末線系的前4條譜線落在可見光區域內。

③能量最低的能級叫做基態，其他能級叫做激發態。

當電子“遠離”原子核，不再受原子核的吸引力的狀態叫做電離態，電離態的能級為0。

（電子由基態躍遷到電離態時，吸收的能量最大。

）能級的各種激發方式直接反映了原子核結構的特性。

理論上的分析可見核殼層模型和綜合模型。

當激發能增加,能級的性質就越來越複雜,能級也越來越密。

這時一個有意義的物理量是能級密度ρ(E，Iπ)，它的物理意義是在激發能E附近單位能量範圍內具有一定Iπ值的能級數。

實驗上低能中子（E<100keV）的共振反應能提供較精確的能級密度的數據。

對於A揥60的原子核利用(p,p)、(p,α)等反應能獲得一些有關能級密度的知識。

此外，利用中子蒸發譜，設法排除直接核反應所產生的中子，也能獲得ρ(E，Iπ)的知識。

理論上由於在激發能較高時單粒子自由度佔優勢，因此可以利用費密氣體模型近似導出能級密度： 式中 ， 是在費密面上的單粒子能級密度，E*=E-u，是等效激發能,這個公式只能用於能級較密的區域。

原子核能級及其分佈是個極為複雜的問題，它涉及到核多體系統內部的運動規律及新的自由度的出現。

隨着能量的升高，不同類型的自由度相繼被激發，連續譜同分立譜還可以重疊（如同位旋相似態），此外，核子激發態及其他重子也可以在核內出現，構成新的能級。

這些方面的知識還是很不成熟的。

基態能量最低原理 編輯 能量是守恆的，如果能量一部分會升高，另一部分則會下降，所謂下降的一部分就是能量降低的一部分，所以説能量為了保持平衡會自動降低，自然變化進行的方向都是使能量降低，因此能量最低的狀態比較穩定，這就叫能量最低原理。

所謂能量最低就是能勢最低，相反對周圍的引力最大，也叫引力最高原理。

能量以波動形式傳播，光也是一種能量波，所以，所以光的速度取決於被照射目標引力的大小。

因此，光速是可變的。

力也符合能量最低原理,左右一對力可以拉出或擠出能量勢壘,從而產生能量,再由能量的平衡運動產生物質（包括暗物質和反物質）。

現代物質結構理論證實，原子的核外電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處於最低狀態，簡稱能量最低原理 [4]  。

原子軌道能量的高低（也稱能級）主要由主量子數n和角量子數l決定。

當l相同時，n越大，原子軌道能量E越高，例如E1s