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  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">
    jhepgc
   </journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2380-4327
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2380-4335
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jhepgc.2025.113067
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jhepgc-144271
   </article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Limits on Application of the Formula for Potential Energy of a Hydrogen Atom and a Previously Unknown Formula
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Koshun
      </surname>
      <given-names>
       Suto
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aChudai-Ji Temple, Isesaki, Japan
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     20
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     05
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     2025
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   </pub-date> 
   <volume>
    11
   </volume> 
   <issue>
    03
   </issue>
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    1039
   </fpage>
   <lpage>
    1051
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      28,
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      May
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      2025
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      22,
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      May
     </month>
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      2025
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    <date date-type="accepted">
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      22,
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     <month>
      July
     </month>
     <year>
      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    The author has previously shown that ultra-low energy levels exist among the energy levels of a hydrogen atom, in addition to the energy levels predicted by quantum mechanics. The author has also pointed out that the reduction in rest mass energy of the electron 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        m
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
        c
       </mi> 
       <mn>
        2
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> corresponds to potential energy of an electron inside a hydrogen atom. Based on this idea, when an electron that has been taken into the region of a hydrogen atom comes to the point of the classic electron radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        r
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> , its potential energy becomes 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
       −
      </mo>
      <msub> 
       <mi>
        m
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
        c
       </mi> 
       <mn>
        2
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> , and the electron’s rest mass energy is depleted. Therefore, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        r
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
       ≤
      </mo>
      <mi>
       r
      </mi>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mi>
       ∞
      </mi>
     </mrow> 
    </math> is the region where the well-known formula for potential energy of an electron is applicable. Rest mass energy is not sufficient for an electron to approach closer than that to the atomic nucleus. Under these conditions, an electron cannot attain ultra-low energy levels. Thus, taking a hint from renormalization theory, the author has predicted that the energy of a stationary electron is actually not 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        m
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
        c
       </mi> 
       <mn>
        2
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> , and instead that the electron has a photon energy of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
       2
      </mn>
      <msub> 
       <mi>
        m
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
        c
       </mi> 
       <mn>
        2
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and a negative energy specific to the electron of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
       −
      </mo>
      <msub> 
       <mi>
        m
       </mi> 
       <mi>
        e
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
        c
       </mi> 
       <mn>
        2
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> . When this model is used, it becomes possible for the electron to approach the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       r
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mrow>
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
          r
         </mi> 
         <mi>
          e
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow>
       <mo>
        /
       </mo>
       <mn>
        4
       </mn>
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> regarded as the radius of the proton. This paper derives a new formula for potential energy of an electron in regions outside the scope of application of the existing formula for potential energy.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Potential Energy
    </kwd> 
    <kwd>
      Einstein’s Energy-Momentum Relationship
    </kwd> 
    <kwd>
      Energy-Momentum Relationship in a Hydrogen Atom
    </kwd> 
    <kwd>
      Ultra-Low Energy Levels in a Hydrogen Atom
    </kwd> 
    <kwd>
      Negative Energy Specific to the Electron
    </kwd> 
    <kwd>
      n = 0 Energy Level
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>This paper discusses the limits on application of the formula for potential energy of an electron in a hydrogen atom. Prior to that, let us review the energy levels of a hydrogen atom at the level of classical quantum theory.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref>Earlier, Bohr derived the following formula for energy levels by assuming the quantum condition <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-1">
     [1]
    </xref>.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          BO 
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi mathvariant="normal">
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℏ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1)</p>
   <p>here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are the energy levels of a hydrogen atom derived by Bohr. Also, n is the principal quantum number.</p>
   <p>Formula (1) can be written as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ℏ 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2)</p>
   <p>here, α is the following fine-structure constant.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          ℏ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        7.2973525643 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (3)</p>
   <p>Bohr also derived the following radius for the electron’s circular orbit.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℏ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4)</p>
   <p>Formula (4) can be written as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi mathvariant="normal">
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ℏ 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (5)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the classical electron radius of the electron, given by the following formula.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (6)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        18779 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is far larger than 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>When the product of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is found here, the result is the following constant value.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (7)</p>
   <p>In classical quantum theory, the total mechanical energy of a hydrogen atom is defined as the sum of the potential energy and kinetic energy of the electron. That is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (8)</p>
   <p>Also, the potential energy of an electron is given by the following formula.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (9)</p>
   <p>According to the Virial theorem, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the case of a circular orbit, and thus the energy can be written as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (10)</p>
   <p>Now, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ph 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is used to represent the photon energy emitted when an electron placed an infinite distance away from the atomic nucleus (proton) of the hydrogen atom is taken into the hydrogen atom, then the following law of energy conservation holds for the electron.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ph 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (11)</p>
   <p>here, the “ph” subscript of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ph 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> stands for “photon”.</p>
   <p>Normally, the energy of a photon is written as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, but when multiple photons are emitted, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ph 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> indicates the total energy of those photons.</p>
   <p>Formula (11) shows that the energy source for the kinetic energy acquired by an electron and the photon energy emitted by the electron is the potential energy of the electron.</p>
   <p>The relationship between the rest mass energy of the electron 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and the relativistic energy of the electron 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (12)</p>
   <p>here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the sum of the residual part of the rest mass energy of the electron 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the relativistic kinetic energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are the relativistic energy levels of a hydrogen atom <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-2">
     [2]
    </xref>.</p>
   <p>The relationship between 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and other energy is as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (13)</p>
   <p>Incidentally, the author has previously pointed out that the reduction in rest mass energy of an electron corresponds to the potential energy of the electron.</p>
   <p>Here, if the reduction in rest mass energy of the electron is represented as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, then the potential energy of the electron can be defined as follows <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-3">
     [3]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (14)</p>
   <p>In classical quantum theory, it was promised that the potential energy of an electron placed at the position 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> would be zero. It was thought that the energy of an electron in this state would also be zero.</p>
   <p>However, the view of the author is that the potential energy of an electron placed at the position 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> will actually be zero. Also, this electron has a rest mass energy of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>However, the existence of the rest mass energy of an electron has not been considered in the Bohr model of the hydrogen atom. This is a shortcoming of the Bohr model.</p>
   <p>The r where potential energy of an electron becomes 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> can be derived from the following formula. That is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (15)</p>
   <p>Hence,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (16)</p>
   <p>If we think about this simply, without knowing Bohr’s quantum condition, the electron can approach the atomic nucleus up to the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> where the rest mass energy is depleted.</p>
   <p>Incidentally, the potential energy of an electron is given by the following formula in classical quantum theory.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          BO 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (17)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          18779 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the rest mass energy of the electron is hardly consumed, even if the electron drops to the ground state.</p>
   <p>For the potential energy of an electron in a hydrogen atom in classical quantum theory, it is sufficient to consider the region 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, there is no need to discuss the limits on application of Formula (9) in classical quantum theory.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref>2. Ultra-Low Energy Levels of a Hydrogen Atom</title>
   <p>The following is the most famous formula discovered by Einstein <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-4">
     [4]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (18)</p>
   <p>A body with mass m has an energy of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>According to the special theory of relativity, the following relationship holds between the energy and momentum of a body moving in free space <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-5">
     [5]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (19)</p>
   <p>here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the rest mass energy of the body. And 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the relativistic energy.</p>
   <p>Formula (19), which is called Einstein’s energy-momentum relationship, holds when the energy absorbed by a body is all converted to kinetic energy of that body.</p>
   <p>Also, Einstein and Sommerfeld defined the relativistic kinetic energy as follows <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-6">
     [6]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (20)</p>
   <p>The “re” subscript of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> stands for “relativistic”.</p>
   <p>However, an electron in an atom acquires kinetic energy through emission of energy. Therefore, Einstein’s relationship (19) cannot be applied to an electron in an atom.</p>
   <p>Thus, the author derived the following relationship applicable to an electron in a hydrogen atom.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (21)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the momentum of an electron whose principal quantum number is in the state n.</p>
   <p>The author has previously derived Formula (21) using five methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-6">
     [6]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-12">
     [12]
    </xref>.</p>
   <p>Here, the relativistic kinetic energy of an electron inside a hydrogen atom is defined as follows by referring to Formula (20) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-8">
     [8]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (22)</p>
   <p>When Formula (21) is solved, it is evident that ultra-low energy levels 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> exist in a hydrogen atom in addition to the known energy levels 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. If the energy of an electron when it is placed at a position infinitely far from the atomic nucleus is taken to be 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> can be described as follows <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-13">
     [13]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-14">
     [14]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi mathvariant="normal">
            ab 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi> 
        </mi> 
        <mi> 
        </mi> 
        <mi> 
        </mi> 
        <mi> 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (23)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (24)</p>
   <p>The “ab” subscript of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> stands for “absolute”.</p>
   <p>It has already been pointed out that a state with n = 0 exists in the energy levels of a hydrogen atom <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-15">
     [15]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-16">
     [16]
    </xref>.</p>
   <p>The energy levels of a hydrogen atom 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow></mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> are given by the following formula.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (25)</p>
   <p>In addition, Butto, N. has also discussed electron spin when discussing momentum of the electron. However, electron spin is not incorporated into the formula derived in this paper.</p>
   <p>Therefore, it may not be the final formula <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-17">
     [17]
    </xref>.</p>
   <p>Next, when the part of Formula (25) in parentheses is expressed as a Taylor expansion,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mrow></mrow> 
      </msubsup> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              8 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              5 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               6 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              16 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               6 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mrow></mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (26)</p>
   <p>From this, it is evident that Formula (1) is an approximation of Formula (25).</p>
   <p>Incidentally, it was once pointed out by Dirac that Equation (19) has a negative solution <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-18">
     [18]
    </xref>. In the same way, the author has pointed out that Equation (21) has a negative solution <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-13">
     [13]
    </xref>. The mass of an electron at negative energy levels becomes negative.</p>
   <p>Next, the following table summarizes the energies of a hydrogen atom obtained from Formulas (1) and (25) (<xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref>).</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref>Table 1. Comparison of the energies of a hydrogen atom predicted by Bohr’s classical quantum theory and this paper.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="16.74%"><p style="text-align:center">n</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="47.41%"><p style="text-align:center">Bohr’s Energy Levels, 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="normal">
              BO 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="46.27%"><p style="text-align:center">This Paper, 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="normal">
              re 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="16.74%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="47.41%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="46.27%"><p style="text-align:center">−511 KeV</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="16.74%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
      <td class="acenter" width="47.41%"><p style="text-align:center">−13.6057 eV</p></td> 
      <td class="acenter" width="46.27%"><p style="text-align:center">−13.6052 eV</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="16.74%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
      <td class="acenter" width="47.41%"><p style="text-align:center">−3.4014 eV</p></td> 
      <td class="acenter" width="46.27%"><p style="text-align:center">−3.4014 eV</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="16.74%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
      <td class="acenter" width="47.41%"><p style="text-align:center">−1.51174 eV</p></td> 
      <td class="acenter" width="46.27%"><p style="text-align:center">−1.51174 eV</p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <p>Now, Formula (23) absolutely and relativistically describes the photon energy of an electron constituting a hydrogen atom. In contrast, Formula (24) indicates previously unknown energy levels.</p>
   <p>Next, if the electron orbital radii corresponding to the energy levels in Formulas (23) and (24) are taken to be, respectively, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-19">
     [19]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi mathvariant="normal">
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (27)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi mathvariant="normal">
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (28)</p>
   <p>In Formula (28), the electron approaches toward 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as n increases.</p>
   <p>The domain of the ordinary hydrogen atom that we all know starts from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The author has previously called matter formed from a proton and an electron with negative mass at the energy levels 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> a “dark hydrogen atom”, and presented that as a candidate for dark matter, the strange matter whose true nature is currently unknown <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-20">
     [20]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-21">
     [21]
    </xref>.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Limits on Application of the Formula for Potential Energy of an Electron in a Hydrogen Atom</title>
   <p>This section explains why it is necessary to discuss limits on application of the formula for potential energy of an electron in a hydrogen atom.</p>
   <p>The first reason is because it was shown by the author that the minimum energy level of a hydrogen atom is not the ground state (n = 1) predicted by quantum mechanics. Since ultra-low energy levels exist in a hydrogen atom, an explanation must be considered which enables the electron to approach the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> thought to be the proton radius.</p>
   <p>The second reason is because the author pointed out that the reduction of the rest mass energy of the electron corresponds to the potential energy of the electron in a hydrogen atom.</p>
   <p>Formula (9), the existing formula for potential energy, can be written as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (29)</p>
   <p>Therefore,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (30)</p>
   <p>When the electron approaches the points 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> from the center of an atomic nucleus, the potential energy becomes as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (31)</p>
   <p>The following well-known curve of Coulomb potential (<xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>) illustrates the situation.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Potential energy curve of an electron in a hydrogen atom based on classical theory.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2181358-rId192.jpeg?20250725114424" />
   </fig>
   <p>According to Einstein’s special theory of relativity, the rest mass energy of the electron is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Inside a hydrogen atom, the rest mass energy of the electron is depleted when the electron approaches the atomic nucleus up to the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. However, the electron acquires a kinetic energy of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> at this time.</p>
   <p>In the finished form of quantum mechanics, there is no discussion of the type of energy possessed by the electron. However, in classical quantum theory, the energy was discriminated.</p>
   <p>Thus, this paper too discriminates the energy of the electron into the residual part of the rest mass energy and kinetic energy. In this case, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> in Formula (25) can be written as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          re 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (32)</p>
   <p>The sum of the first and second terms on the right side of Formula (32) are the residual part of the rest mass energy of the electron. The third term is the kinetic energy of the electron.</p>
   <p>When the types of energy of the electron are taken into account, an electron which has approached the atomic nucleus to the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> next approaches the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by reducing the acquired kinetic energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Therefore, according to this paper, the energy of an electron which has approached the atomic nucleus to the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is as follows.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (33)</p>
   <p>However, under these conditions, the electron cannot approach closer than this to the atomic nucleus. We must consider how the electron can reach ultra-low energy levels.</p>
   <p>Thus, taking a hint from the idea of renormalization theory, the author has previously assumed that the energy of an electron placed at the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is not actually zero, and that this electron additionally has a photon energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and a negative energy specific to the electron of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-10">
     [10]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-11">
     [11]
    </xref> (<xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>) (Appendix).</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. Photon energies of electrons in different states, and negative energy. Energy A is an energy we understand well. This paper asserts the existence of the B part. Also, the negative energy specific to the electron 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    m
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    e
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <msup> 
   
         <mi>
          
    c
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    2
   
         </mn> 
  
        </msup> 
 
       </mrow>

      </math> corresponds to the black rectangle. This figure shows that the original photon energy of an electron with rest mass energy 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    m
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    e
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <msup> 
   
         <mi>
          
    c
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    2
   
         </mn> 
  
        </msup> 
 
       </mrow>

      </math> is 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mn>
         
   2
  
        </mn>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    m
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    e
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <msup> 
   
         <mi>
          
    c
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    2
   
         </mn> 
  
        </msup> 
 
       </mrow>

      </math>. (However, this figure is just a conceptual illustration. The r coordinate on the x-axis is not accurate). Also, the energy K of state c and e is kinetic energy of the electron. The electron in state e is in strange state where it has negative mass but positive kinetic energy.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2181358-rId219.jpeg?20250725114424" />
   </fig>
   <p>Incidentally, Daviau, C. has already discussed the cloud of photons of an electron. For details, please see that paper <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-22">
     [22]
    </xref>.</p>
   <p>In the state 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the photon energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and negative energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> cancel each other out, resulting in a state where energy is zero. An electron in the state where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> still has photon energy, so it can emit another photon and drop to a negative energy level.</p>
   <p>The author has previously defined the residual energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of an electron that has emitted the photon energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as follows <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-12">
     [12]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          tab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow></mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ph 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow></mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (34)</p>
   <p>The “tab” subscript of this energy indicates the true, absolute photon energy. The descriptor “tab” is applied because absolute energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has already been defined.</p>
   <p>In a previous paper, existence of the energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> was predicted.</p>
   <p>When this model is used, the lower limit on potential energy of the electron becomes 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, not the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> predicted by classical theory.</p>
   <p>When the electron moves from the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and reaches the point 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, all of the rest mass energy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is consumed, and the electron acquires kinetic energy of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (state e).</p>
   <p>This electron nears the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> while reducing its kinetic energy. The energy when the electron has reached the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (35)</p>
   <p>The states of this electron can be summarized as in the following table (<xref ref-type="table" rid="table2">
     Table 2
    </xref>).</p>
   <table-wrap id="table2">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref>Table 2. The electron reduces its energy in the process of approaching the atomic nucleus (proton), but the reduced energy differs depending on the position where the electron exists.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center">State</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center">r</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo stretchy="false">
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo stretchy="false">
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="normal">
              ph 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           a 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="normal">
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi mathvariant="normal">
              A 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           b 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="normal">
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msubsup> 
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             r 
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             n 
           </mi> 
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             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           c 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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             e 
           </mi> 
          </msub> 
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        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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             m 
           </mi> 
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            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
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             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
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               c 
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             <mrow></mrow> 
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               2 
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            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
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             <mrow> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
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               c 
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             <mrow></mrow> 
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               2 
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            </msubsup> 
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           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
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               c 
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             <mrow></mrow> 
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            </msubsup> 
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           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                A 
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               c 
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          </mfrac> 
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        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
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            ′ 
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         </msup> 
        </math></p></td> 
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             e 
           </mi> 
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            → 
          </mo> 
          <mfrac> 
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             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
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         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">Constant</p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           d 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
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          <msubsup> 
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             c 
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           <mrow></mrow> 
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             2 
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         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
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             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
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             c 
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           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
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        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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               r 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mfrac> 
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               r 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           e 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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               e 
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             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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            − 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
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                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
             </mrow> 
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            <msubsup> 
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               c 
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             <mrow></mrow> 
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               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
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             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow></mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mfrac> 
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              3 
            </mn> 
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               m 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow></mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
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             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow></mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mfrac> 
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               r 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">Constant</p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           f 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msubsup> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center">Constant</p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center">Increase</p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center">Decrease</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="7.02%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="normal">
           g 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="12.13%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.62%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="14.37%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
      <td class="acenter" width="18.70%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="16.27%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="acenter" width="17.88%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow></mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <p>That is,</p>
   <p>Electron movement: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Potential energy decreases.</p>
   <p>Electron movement: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Kinetic energy decreases.</p>
   <p>In the state d, which serves as the starting point for the two types of energy levels, positive and negative, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi mathvariant="normal">
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The product of the two is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi mathvariant="normal">
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and this matches with Formula (7).</p>
   <p>Illustrating this situation, the result is as follows (<xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>).</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. The potential energy of an electron predicted by this paper becomes the solid line connecting the points A, B, C, D, and E. The dotted line from point B to H is the curve of the Coulomb potential in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
       Figure 1
      </xref>. The states of the electron at points B, C, D, and E are as follows: B: 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msub> 
     
           <mi>
             r 
           </mi> 
     
           <mi mathvariant="normal">
             e 
           </mi> 
    
          </msub> 
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mo>
           
     −
    
          </mo>
    
          <msub> 
     
           <mi>
             m 
           </mi> 
     
           <mi>
             e 
           </mi> 
    
          </msub> 
    
          <msup> 
     
           <mi>
             c 
           </mi> 
     
           <mn>
             2 
           </mn> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>, C: 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mrow>
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow>
     
           <mo>
             / 
           </mo>
     
           <mn>
             2 
           </mn>
    
          </mrow> 
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mo>
           
     −
    
          </mo>
    
          <msub> 
     
           <mi>
             m 
           </mi> 
     
           <mi>
             e 
           </mi> 
    
          </msub> 
    
          <msup> 
     
           <mi>
             c 
           </mi> 
     
           <mn>
             2 
           </mn> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>, D: 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mrow>
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow>
     
           <mo>
             / 
           </mo>
     
           <mn>
             3 
           </mn>
    
          </mrow> 
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mo>
           
     −
    
          </mo>
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <msub> 
     
           <mi>
             m 
           </mi> 
     
           <mi>
             e 
           </mi> 
    
          </msub> 
    
          <msup> 
     
           <mi>
             c 
           </mi> 
     
           <mn>
             2 
           </mn> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>, E: 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mrow>
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi mathvariant="normal">
               e 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow>
     
           <mo>
             / 
           </mo>
     
           <mn>
             4 
           </mn>
    
          </mrow> 
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mo>
           
     −
    
          </mo>
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <msub> 
     
           <mi>
             m 
           </mi> 
     
           <mi>
             e 
           </mi> 
    
          </msub> 
    
          <msup> 
     
           <mi>
             c 
           </mi> 
     
           <mn>
             2 
           </mn> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2181358-rId394.jpeg?20250725114425" />
   </fig>
   <p>The straight line BC and the straight line DE are parallel to the r-axis. It is also possible to overlay curve CD and curve FG.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Discussion</title>
   <p>In the previous section it was shown that there are limits on the application of Formula (9), and the region where this formula is applicable is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. So what form does the formula for potential energy take when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>?</p>
   <p>In the interval BC and the interval DE in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>, potential energy of the electron is constant. Therefore, the scope of application of the unknown formula to be derived is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The difference in energy between points C and F, and between points D and G, is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, this paper proposes the following as the formula for the curve CD.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (36)</p>
   <p>Referring here to Formula (29), Formula (36) becomes as follows.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi> 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (37)</p>
   <p>In this paper, Formula (37) was derived by assuming that the potential energy curves CD and FG overlap.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusions</title>
   <p>A. The following summarizes the results of the discussion in the previous sections.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (38)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (39)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (40)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (41)</p>
   <p>Previously, issues such as the limits on application of the existing Formula (9) have not been discussed. However, in this paper, Formula (9) becomes Formula (38). Also, Formula (40) is a formula newly derived in this paper.</p>
   <p>B. Electrons at the two types of energy levels 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> of the hydrogen atom differ in how they transition. When the energy levels transition within 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, the electron’s potential energy and kinetic energy vary together. However, when the energy levels transition within 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, potential energy is constant, and only the kinetic energy of the electron varies. An electron at an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          ab 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> level has negative mass but positive kinetic energy.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>I would like to express my thanks to the staff at ACN Translation Services for their translation assistance. Also, I wish to express my gratitude to Mr. H. Shimada for drawing figures.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Author Contributions</title>
   <p>The author confirms sole responsibility.</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Appendix</title>
   <p>The idea that the electron originally has a specific negative mass is not something proposed independently by the author. Hints for the idea in this paper were obtained from renormalization theory. In renormalization theory, the electron has a specific negative mass that it possesses from the outset, in addition to mass originating from the energy of the electromagnetic field. That is,</p>
   <p>(Observed electron mass) = (Electromagnetic field energy) + (Negative mass specific to the electron)</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144271-"></xref>If the electron is assumed to be a point particle with no size, the problem arises that the electron’s mass becomes infinite. To avoid this problem, renormalization theory assumes that the electron’s specific mass is negative infinity, and adjustment is done so the observed mass of the electron is infinite. However, this paper asserts that the magnitude of the electron’s negative mass is not negative infinity, and instead is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The electron originally has a specific negative mass of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. In this paper, the rest mass of the electron 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given as the sum of the following two types of masses.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mo>
          , 
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