【原】玻尔的原子模型

当说到原子时，语言只能像在诗中那样用。诗人也是不太关心描述事实的，更关心的是创造形象。

——玻尔

1913年，为了解决原子的稳定性问题，玻尔对原子的结构和电子的运动提出了一个新的想法：原子中电子的能量只能取一系列不连续的数值(E₁,E₂,E₃ ,…)。这些不连续的能量值可以用下面的条件确定：

称之为量子化条件，其中L 是电子绕原子核转动时的轨道角动量；，

习惯上也直接把它叫做普朗克常数。由上述量子化条件确定下来的这些量子化的能量就像楼梯的梯级一样，从最低一级开始一级一级地往上升，所以，又形象地被称为能级。当电子的能量取某个确定的数值时，称之为处于某个能级，这时，原子的状态是稳定的，不会发射电磁波。显然，这个想法是受普朗克的量子化思想的启发做出的，完全违背了能量可以取任意数值的传统观念，也有悖于经典电磁理论中加速的带电粒子发射电磁波的规律。

玻尔的这个原子是稳定的，不会发射电磁波，那么，物体又是怎样发光的呢？为了解决这个问题，玻尔进一步提出，当原子中的电子处于某个能级时，有可能会受到某种外在的或者内部的因素的影响，从这个能级跳到另一个能量较低的能级，原子的能量因此而降低。由于能量守恒的原因，原子减小了的能量会在瞬间转变成一个光子发射出来。由于这种转变是在瞬间完成的，所以，又被称为量子跃迁。这就是在玻尔的想法中物体发光的机理。为了定量地计算电子在量子跃迁中发射的光的波长，玻尔提出了一个简单的数学公式，把光的频率和量子跃迁前后两个能级的能量差联系起来：

称之为频率条件。把频率条件与组合原则做比较，就可以清楚地看出，组合原则中的光谱项与原子不连续的能量相联系。根据频率条件，原子只在某些特定的波长上发射光，这就解释了光谱图中线状光谱的来源。每一种原子的能级结构不一样，产生的线状光谱当然也就五花八门了。

你可能已经注意到，在玻尔的原子中，电子的能量还是会不断地降低，那它们最终不是也会掉到原子核上去吗？！答案是：不会。根据玻尔的想法所做的详细的数学推导可以得到能级的一个数学表达式，这个数学表达式显示，电子的能量有一个最小值，当电子处于这个最低的能级时，我们说电子处于基态。当电子处于基态时，它的能量取所有可能的能量中的最小值。电子一旦进入基态，就没有更低的能级跃迁过去，因此，处于基态的原子是不会发射电磁波的。

由于在研究原子结构和原子辐射方面的杰出贡献，玻尔被授予1922年度的诺贝尔物理学奖。

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(Niels Henrik David Bohr，1885年10月~1962年11)，丹麦物理学家，丹麦皇家科学院院士。玻尔对物理学的主要贡献包括：通过引入量子化条件，提出了一个新的原子模型，解决了原子的稳定性问题、解释了线状光谱的疑难；创立了诠释量子力学的哥本哈根学派，对20世纪物理学的发展有深远的影响。

玻尔的原子模型成功地解决了原子的稳定性问题和线状光谱的疑难，为后来量子力学的发展奠定了基础。