玻尔氢原子理论

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  尔氢原子理论拼音bō ěr qīng yuán zǐ lǐ lùn),(英语:Bohr's theory of the hydrogen atom),N.玻尔首创的第一个将量子概念应用于原子现象的理论。

理论内容

  1911年E.卢瑟福提出原子核式模型,这一模型与经典物理理论之间存在着尖锐矛盾,原子将不断辐射能量而不可能稳定存在;原子发射连续谱,而不是实际上的离散谱线。玻尔着眼于原子的稳定性,吸取了M.普朗克、A. 爱因斯坦的量子概念,于1913年考虑氢原子中电子圆形轨道运动,提出原子结构的玻尔理论。理论的两条基本假设是:

  ①定态假设。原子系统中存在具有确定能量的定态,原子处于定态时,电子绕核运动不辐射也不吸收能量。原子的定态可通过经典力学和角动量量子化条件得出。

  ②跃迁假设。原子系统从一个定态过渡到另一个定态,伴随着光辐射量子的发射和吸收。由此他导出氢原子光谱的巴耳末公式,其中的里德伯常量不再是一个经验常量,而是由基元电荷、电子质量、普朗克常量(见普朗克假设)、真空光速等基本物理常量确定的量。玻尔在此基础上进而导出里德伯常量与原子核有限质量的关系 ,解释了天文上观测到的W.H. 皮克林线系。玻尔理论获得极大的成功。

贡献与限制

  玻尔原子理论的成功证实了原子现象的量子性质,触发了对原子现象的广泛深入研究,推动了原子物理学的发展。然而玻尔理论的进一步发展遇到不可克服的困难,它无法处理比氢原子稍为复杂一点的氦原子,也无法解决光谱线的强度问题和非束缚体系的问题;玻尔理论还只是量子概念和经典理论的混合,理论上显得很不和谐。这些问题的进一步探讨,导致量子力学的建立。