能量的正负跟具体的能量零点的定义有关。
如果我们预先定义了一个能量零点，那么其它点相对于该点能量增加为正能量；相对于该点能量减少则为负能量。
在研究氢原子的时候，我们习惯于将无穷远处定义为能量零点。这里所说的距离指的是原子核和电子之间的距离。我们在学习静电场的时候学到，电场是一个有源场，电场线从正电荷发出或终止于负电荷；沿着电场线的方向电势降低。在氢原子的情形，如果我们假设刚开始电子在无穷远处，那么最开始它的能量是零。当我们将电子慢慢移向原子核时，它逆着原子核的电场线运动，电势增高。由于电子带负电，因此电子的能量降低，因此出现了负能量。
所以我们可以看出，当我们研究氢原子的能量时，实际上看的是氢原子中电子的能量。在量子力学发展之前，人们认为能量是连续的。在量子力学发展之后，物理学家提出了能级的概念，电子的能量事实上处于一个个的能级中。处于最低能量状态时我们称之为氢原子的基态，而比基态能量高的状态称之为激发态。
图1. 不同能级状态氢原子中电子波函数的图像
具体讨论能量的正负意义不是很大，我们在选取能量零点时的一个简单原则就是要尽可能使选取之后的能量的理解或者理论计算变得简便。我们真正关心的是在各个物理系统中能量的变化。
以氢原子而言，电子基态的能量是-13.6电子伏，而无穷远处的能量（此时的电子变成了自由电子）为零，因此氢原子中电子的逸出能为13.6电子伏，这个能量是不随能量零点的选取而变的。
图2. 氢原子的尺度大小
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