原子結構與光譜
波耳模型(Bohr model)
/ BOHR /
想象太陽系:行星沿固定的軌道繞太陽運行。尼爾斯·波耳在 1913 年提出,原子看起來很像這樣——電子沿某些被允許的圓形路徑繞核運行,如同被限制在特定車道上的行星。其激進之處在於:只有某些特定的軌道被允許,而電子在它們之間跳躍時,會閃出一份光的「包」。
波耳模型是關於原子的一種早期圖景:一個電子沿固定的圓形軌道繞核運行,每條軌道都有確定的半徑和能量。電子在軌道上運行時不輻射;只有當它在軌道之間跳躍時才發射或吸收光,放出或吸入一個能量恰好等於能階間隔的光子。這第一次乾淨俐落地解釋了氫的光譜。
這個模型是一座里程碑——它正確預言了氫的譜線,並引入了量子化的能階。但它的局限不小:它把電子當作沿確定軌道運動的粒子,而後來的波動力學圖景推翻了這一點。它對多於一個電子的原子失效,最好被看作一塊歷史性的墊腳石,而非現代的真相。
波耳模型給氫最低的軌道指定了約 0.053 奈米的半徑——即所謂的波耳半徑——以及 −13.6 電子伏特的能量。把他允許的各軌道之間的間隔代入一個簡單公式,便能重現氫可見譜線的精確波長。
電子在固定軌道上、跳躍時放光——對氫成立,但作為字面圖像並不正確。
波耳模型算對了氫的能階,卻出於錯誤的理由;現代量子力學模型用機率雲(軌道)取代了固定軌道,並對所有原子都成立。
又稱
另見