玻尔原子模型简史

20世纪初,德国物理学家普朗克提出了解释黑体辐射现象的量子理论,拉开了量子物理学的帷幕。19末,瑞士数学老师巴尔默将氢原子的谱线表示为巴尔默公式,瑞典物理学家里德伯总结出了更常见的谱线公式里德伯公式。但是,巴尔末公式和里德伯公式都是经验公式,人们并不了解它们的物理意义。

1911年,英国物理学家卢瑟福根据191年进行的α粒子散射实验,提出了原子结构的行星模型。在这个模型中,电子围绕原子核旋转,就像太阳系中的行星围绕太阳旋转一样。但根据经典电磁理论,这样的电子会发出电磁辐射,失去能量,甚至瞬间坍缩成原子核。这与实际情况不符,卢瑟福也无法解释这种矛盾。

1912年,正在英国曼彻斯特大学工作的玻尔向导师卢瑟福提交了一份名为《卢瑟福备忘录》的论文提纲。在这个提纲中,玻尔在行星模型的基础上引入了普朗克的量子概念,认为原子中的电子处于一系列离散的稳态。回到丹麦后,玻尔急于将这些想法整理成论文,但进展甚微。

1913年2月4日左右的一天,玻尔的同事汉森拜访了他,提到了1885年瑞士数学老师巴尔默的工作,以及巴尔默公式。玻尔立刻受到了启发。后来,他回忆说,“看到巴尔默公式的那一刻,一切突然变得清晰起来”,“这就像是拼图游戏中的最后一块。”这个事件被称为玻尔的“二月跃迁”。

1913七月,九月,165438+十月,经卢瑟福推荐,《哲学》杂志连续发表了三篇玻尔的论文,这标志着玻尔模型的正式提出。这三篇论文成为物理学史上的经典,被称为玻尔模型的“三部曲”。