2是有趣的问题, 原理和三维氢原子是一样的, 但有两个变化:
1. 二维中, 角动量只需要一个量子数 h 来表示, 而三维中需要两个量子数表示(J 与 J_z). h 取整数, 而且显然h 与-h 是简并的.
2. 二维中, 电荷相互作用不符合平方反比率, 而是一次反比, 所以电势能不再是-e^2/r, 而是e^2 log(r). 这似乎使薛定鄂方程变难解了一些. 当然分立的束缚态还是存在的, 可以用主量子数n 来表示.
然后至少需要求出解的渐进形式,以决定n 与 h 满足的不等式. 如果得出简单的结果, h=-(n-1), ... (n-1), 而且能级顺序和三维下一致的话, 那么第一周期有2个元素, 第二周期有2+4=6 个元素, 第三周期有2+4=6 个元素, 第四周期有2+4+4=10 个元素.
希望有兴趣的朋友试解这个薛定鄂方程,以验证以上猜测. (难点似乎是log 函数在0 点处的奇点行为.)