附1：投稿说明：

尊敬的大会组委会，学术委员会专家：

本文是基于经典电磁理论（属物理学主流思想），关于氢原子结构和光谱的新理论。文中的基本观点已在中国科学网、美国科学论坛网上公布，引起大家的关注，并且中国科技日报于2011年8月24日重点介绍了文章的学术内容，人民网、中广网等以科技新闻方式进行了转载，最近英国物理学会中文网站也以新闻引用了该报导，介绍了我的工作，并到四川大学与我进行了相关学术讨论。

上述新理论自公开以来未发现学术错误问题，并得到许多专家包括物理学、科学哲学专家的理解和支持。本次投稿参加年会，希望与更多的物理学家讨论，但文章中采用完全经典的理论，与目前量子力学的观点不同，故希望组委会和学术委员事先审核，决定是否可参与年会的学术交流，并尽快通知作者为盼。

祝大会取得圆满成功！

四川大学，罗教明

2012年8月24日

附：文章学术观点的影响

IOPChina:  http://china.iop.org/

科技日报报道: http://www.stdaily.com/kjrb/content/2011-08/24/content_340353.htm

SFN: http://www.scienceforums.net/topic/44948-electromagnetic-radiation-and-steady-state-of-hydrogen-atom/

专题代号：D

氢原子基态和光谱辐射的电磁学解释

罗教明

四川大学生物材料工程研究中心，成都市武侯区一环路南一段24号，610065

jmluo@scu.edu.cn

摘要：基于经典电磁学理论，建立氢原子中电子和质子两体相互作用下的力学和电磁学模型，对电子和质子绕其质心轨道运动的力学、电磁辐射和结构共振等问题进行了重新分析和认识，研究氢原子的基态结构及其共振情况下的电磁辐射问题，以及相关物理量的数学描述，为氢原子结构与光谱提供符合经典物理概念和理论的全新解释。

氢原子结构的量子力学模型，通过求解电子在质子产生的中心场中运动的薛定谔方程以及相关推论，可以对氢原子结构和光谱做出精确的解释，因此是目前物理主流普遍认同的最好理论。物质波作为量子力学和量子论的基本假设和核心思想，基本释义是粒子的微观运动具有不可预测性和不确定性，在实验室坐标系中观察氢原子中的电子和质子，其运动是不可预测和不确定的。因此，以电子、质子或两者的质心为参照建立的坐标系，相对于实验室坐标系一定是不可预测和不确定的。以电子相对于质子运动的氢原子的中心力场模型，其粒子坐标系与实验室坐标系，在物质波基本释义下具有内在的不可预测和不确定关系，因此量子力学理论模型与实验测量结果之间的关系是不可预测和不确定的，即氢原子的量子力学模型的计算结果与实验数据不具有可比性。这是我们必须面对的、量子论基本概念带来的严重悖论。

另外，在非相对论性运动情况下，带电粒子的电磁辐射仅与加速度相关，这个观点是与能量守恒定律相悖的，因为按此观点作用于带电粒子的辐射反作用力也仅取决于加速度，由于带电粒子的运动是可以任意的，即粒子的运动速度与加速度可以成任意角，辐射反作用力与速度的夹角也是任意的，那么辐射反作用力对粒子做功的功率可以为正，也可以为负，这显然与能量守恒定律的要求相矛盾。因此带电粒子的经典电磁辐射的理论必须重新考虑，由此得出的“经典物理理论的困难”，原子湮灭的结论也值得物理学家重新思考。

光子的解释：根据等离子体物理的知识，运动带电离子的电流会自感应产生磁场，并对等离子体产生自箍效应（pinch effect），即感应磁场对等离子自约束、自压缩作用。按照经典电磁波理论，电磁辐射中周期性变化的感应电场可以用空间位移电流来理解，并可以用空间位移电荷的移动来解释，空间位移电流感应的磁场也应该对突然间位移电流的分布和传播产生自箍影响，即感应电场的传播和分布会受到其自感磁场的约束，随着感应电场强度的增加，自约束效应会急剧增强，并出现完全约束，感应电场空间分布角为零的情况发生。因此，按照这个概念和推论，我们可以用完全自约束的电磁波（或空间位移电流），来理解氢原子中运动电荷的电磁辐射和相互作用。

氢原子基态：氢原子中，电子和质子绕其质心做平面圆周轨道运动，根据电磁学的基本概念和相关定律，运动电荷的变化磁场产生的感应电场，辐射反作用力可以通过变化的磁场力来描述，由于作用于电子与质子的磁场力的变化率相同，可以推得作用于它们的辐射反作用力的大小相同，但功率不同。由于辐射反作用是辐射的反过程，因此不难得出，两者的辐射电场应该有相同的大小，并且感应电场的方向相反在电荷的前方传播。按照前面完全自约束空间位移电流的推证，辐射电场就等效为两束完全自约束、大小相同、平行传播的空间位移电流，如图所示。由于电流磁场力的作用，辐射场会弯曲的路径传播，同时会失去能量导致半径缩小，由于半径缩小会导致频率的急剧增加，空间位移电流的相互作用也会急剧加强，传播路径的弯曲程度也会增加，最终电子的辐射场会直接作用于质子，同时质子的辐射场也会作用于电子，出现辐射耦合现象。此时，辐射场对带电粒子起推进作用，导致电子和质子在力学上处于稳定状态，对应的氢原子轨道半径就玻尔半径a₀。如果半径小于a₀，由于位移电流对运动电荷的排斥作用，会导致电子与质子的远离，回到玻尔半径。因此，从目前的经典力学和电磁学概念和相关定律，可以推证氢原子稳定基态。

氢原子线光谱：共振是物体的自然现象，振动的固有频率决定于物体形态和力学性质，对于线弹性的结构高阶谐振的频率是固有频率的自然数倍。基态氢原子作为电子与质子组成的稳定力学结构，其线光谱可以理解为结构共振与外界的电磁波能量交换，数学上可以选择振动的方法，或者驻波的方法等，对这一物理现象中的相关物理量进行描述。选择质心坐标系，用电子绕质子运动和质量修正单体化氢原子中两体问题，电子的圆周轨道周期性运动，从数学的角度可以用驻波描述。波的振幅为轨道半径，波长为周长，并具有节点性质。可以用驻波的方法写出轨道的驻波方程，其解得到的频率、半径、能量等具有相应的意义，但不表明电子的运动是按波函数的描述具有物质波的性质。

定态薛定谔方程：按照上面的方法写出电子轨道的驻波方式的数学方程不具有解释解，需要作相应的数学变换。具体的做法是，选择氢原子作为描述其高阶共振轨道的参照，并考虑到共振频率为基态频率和自然数的函数，经变换可以得到与目前量子力学氢原子定态薛定谔方程数学形式完全相同的方程，并且要求有E=hν的数学关系，其中h = e(μπa₀ /ε₀)^1/2为常数，ν为频率，代入关物理量计算结果为6.62437´10^-34JS，与目前的普朗克常数十分接近 。因此，我们有理由认为，氢原子的线光谱是由其基态结构共振与外界产生电磁辐射能量交换产生的。

综上所述，本文通过经典物理的概念和理论，建立了氢原子中电子和质子电磁相互作用下的电磁辐射和力学结构模型，用完全自约束的电磁波解释了来自原子的光子，利用电磁辐射耦合推证的氢原子的基态，并通过轨道结构共振解释了氢原子的线光谱现象，驱散了笼罩在科学天空中的“经典物理理论困难”这朵乌云，为我们通过电磁学概念和理论认识和理解物质原子分子层次的结构，重新开启了大门。

关键词：氢原子结构, 氢原子光谱，运动电荷电磁辐射，空间位移电流，电磁辐射耦合，驻波，轨道共振，薛定谔方程

参考文献

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[.6.] M. Born, Z. Physik 40, 167 (1926).

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[.8.] D. Kleppner and R. Jackwin Science, 289, 893 (2000).

[.9.] A. Einstein, B. Podolsky and N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935).

[10] E. Schrödinger, Naturwissenschaften 23, 787, 823 and 844 (1935).

[11] P.A. Schilpp, A. Einstein, Philosopher-Scientist (The Library of Living Philosophers, Inc. Evanston, III. P. 666, 1949).