狄拉克方程

英国物理学家狄拉克提出的方程
1928年英国物理学家狄拉克提出的方程。利用这个方程研究氢原子能级分布时,考虑有自旋角动量电子作高速运动时的相对论性效应,给出了氢原子能级的精细结构,与实验符合得很好。从这个方程还可自动导出电子的自旋量子数应为1/2,以及电子自旋磁矩与自旋角动量之比的朗德g因子为轨道角动量情形时朗德g因子的2倍。电子的这些性质都是过去从分析实验结果中总结出来的,并没有理论的来源和解释。狄拉克方程却自动地导出这些重要基本性质,是理论上的重大进展。

概念

为了避免克莱因-高登方程中概率不守恒的问题,狄拉克在假设方程关于时间与空间的微分呈一次关系后得出了有名的狄拉克方程。但该方程仍无法避免得出负能量解的问题。但是负能级的解是成立的,根据泡利不相容原理,狄拉克认为所有的负能级都已经被电子占据,所以阻止了正能级电子向负能级跃迁,这就是费米子海,也叫狄拉克之海。根据以上猜想可推出正电子等的存在。
狄拉克方程

应用