概述
里德伯原子里德伯原子Rydbergatom
一個價電子被激發到高量子態（主量子數n很大）的高激發原子。其價電子離原子實很遠，能級結構類似於氫原子。實驗中已製備n=105的氫原子，射電天文觀測已探測到n=350的氫原子。里德伯原子具有一些奇物的性質，其半徑很大，當n=250時，半徑達3.3微米，是正常氫原子半徑的40000倍，接近於細菌的大小；壽命長，比通常低激發態壽命（10^-9秒）長得多，可達約10^-3秒；結合能小，當n=250時，結合能只有0.22毫電子伏，比室溫下熱運動平均動能要小得多，因而里德伯原子很容易受到外加電磁場或其他原子分子的碰撞等影響而改變其性能。
高激發態的研究是原子物理的新課題，里德伯原子對於原子物理的基礎研究和套用開發都具有意義。
詳細介紹
里德伯原子n=a1n2,
這裡a1是玻爾半徑（見原子結構）。里德伯原子的壽命τn隨n3而增加。
其他的原子，甚至分子也可以產生里德伯態，只須用n*代替上式中的n,n*=n-μ。n*稱為有效量子數，μ 稱為量子數虧損。例如一個n=60的里德伯原子，它的半徑〈r〉60≈190.0nm，相當於一個“病毒”的大小,比基態的原子大了三個數量級，故稱為“巨原子”。這時它的結合能約為0.0038eV, 要比在室溫(300K)下粒子的熱平動能kT(約0.025eV)小得多，k是玻耳茲曼常數，而它的壽命卻比低激發態壽命（10-9秒）長了三個數量級(10-6秒)。
原子的光譜一般在真空紫外、紫外及可見光區；而里德伯原子的高激發態間的躍遷可產生紅外，微波及射頻波。例如n=630與640里德伯態間的躍遷產生 26MHz的射電波。如此巨大的原子很容易受到碰撞的影響而退激發，目前，自然界只在氣體密度極稀薄的宇宙空間才觀察到。
產生里德伯原子的方法很多，如激發與複合過程。光吸收是最簡單的激發方式，電子碰撞激發是放電管中的最有效過程，在天體及實驗室電漿中、原子之間、原子與離子之間在高溫下的碰撞激發以及電子與離子的複合等等也可產生里德伯原子。用調頻雷射作多光子吸收是目前產生里德伯原子最有效的方法，具有選擇激發的優點。
里德伯原子半徑大，結合能小，因此很容易受到外加電磁場以及與其他原子、分子的碰撞等的影響而改變其性能。例如，所有原子處於高激發態時，在外磁場作用下都成為抗磁性的；在外電場作用下，則具有很強的偶極矩，其電子電荷沿電場方向呈雪茄狀分布長達數千埃，壽命只有10-12秒。在高密度環境下，里德伯原子的電子和核之間的庫侖勢，使充滿於其間的大量基態原子和分子發生極化，此極化勢
（α為背景氣體的極化常數）使里德伯原子能級發生紅移。也就是說，里德伯原子與所包含的原子、分子被庫侖勢加上極化勢耦合成一個巨分子複合體。
里德伯原子的特殊性能已被用作測量微波、射電波及檢驗電磁場的探測器；用其斯塔克效應可使金屬原子作為磁流體中產生電流的催化劑。里德伯原子的光譜被當做探針來檢測天體及實驗室電漿的密度與溫度。在高密度氣體中的里德伯原子及分子還是新的雷射工作物質。
里德伯簡介
里德伯J.R里德伯（RYDBERC,JanneRobert)瑞典物理學家，1854年11月8日生於哈母爾斯達德，1919年12月28日卒於隆德，1901年起成為隆德的教授，里德伯從事於元素周期系和光譜系的研究。1889年他向瑞典科學院提交論文“Recherchessurlaconstitutiondesspectresd'emissiondese'lemeuts".里德伯常數和近來發現的里德伯原子都是以他的名字命名的。1913年他發表了論文”Elektron,derersteGrundstoff"和“UntersuchungenuberdasSystenderGrundstoffe".
