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日期: 2026-03-19 | 來源: 果殼 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
其中,e是電子所帶的基本電荷,ε0是真空介電常數,?是約化普朗克常數,c是光速。
阿諾德·索末菲(圖片來源:Wikipedia)
令人驚歎的是,雖然在現代量子力學看來,索末菲使用的模型並不准確,但他的計算結果與實驗測得的光譜分裂非常吻合,精細結構常數也就此進入了物理學界的視野。
壹開始,精細結構常數只是壹個為了解釋實驗現象而引入的壹個小小的修正項。然而,隨著物理理論的快速發展,這個常數的重要性帶到了前所未有的高度。
1928年,狄拉克將薛定諤方程和狹義相對論結合,提出了狄拉克方程。由此求解出的氫原子結構的能級分裂結果,自身就帶有精細結構常數。狄拉克證明了,氫原子的精細結構其實就是電子自旋與軌道運動相互作用的必然體現,而精細結構常數剛好描述了這個相互作用的強度。
保羅·狄拉克和狄拉克方程(圖片來源:Mathematics Learning)
狄拉克方程對於玻爾的氫原子模型能級進行了修正,解釋了萊曼α線為何會分裂為雙線
而在物理學的後續發展中,精細結構常數更是起到了舉足輕重的作用。為了精密描述肆大基本相互作用的電磁相互作用,物理學家發展了量子電動力學的理論,其中精細結構常數正是描述電磁相互作用強度的耦合常數。
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