Модель атома водорода по Бору
В 1913 году датский физик Нильс Бор (1885 - 1962) объяснил спектр атомарного водорода развив модель атома предложенную Резерфордом. В этой модели, отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженного атомного ядра из-за притягивающей электростатической силы в соответствии с законом Кулона.
Однако электрон можно представить не только как частицу, но и как волну де Бройля (волну материи), которая интерферирует сама с собой. Орбита электрона стационарна, если она отвечает условию стоячей волны: длина окружности должна быть кратна длине волны. Вследствие этого допустимы лишь дискретные значения радиуса орбиты и энергии.
Согласно классической электродинамике, заряд, который движется по круговой орбите с центростремительным ускорением, должны непрерывно излучать электромагнитные волны. Таким образом, из-за потери энергии, электрон, двигаясь по спирали должен упасть на ядро очень быстро. Согласно модели Бора, электрон не излучает энергию, находясь на стационарной орбите. Однако, электрон, находящийся не на уровне с минимальной энергией (n = 1), может спонтанно перейти на него, излучив разность энергий в виде фотона (частицы света). Рассчитанные длины соответствующих электромагнитных волн, дали тот же результат, что и измерения линий спектра водорода.
Вы не должны принимать идею об электронах, вращающихся вокруг атомного ядра, как реальность. Модель атома водорода предложенная Бором была только промежуточным этапом на пути к точной теории атомной структуры, которая стала возможной благодаря квантовой механике и квантовой электродинамике.
Этот апплет иллюстрирует атом водорода сообразно модели корпускулярной или волновой. Вы можете выбрать главное квантовое число n. В правой части графика представлены уровни энергии атома. Внизу справа приводится радиус орбиты г и полная энергия Е.
Если измените радиус орбиты нажатием кнопки мыши, то обычно получите не-стационарное состояние. Вы можете представить такое состояние, используя опцию «Волновая модель». Зеленая волнистая линия, которая символизирует волну де Бройля, не будет замкнута в большинстве случаев. Только если длина окружности является целым кратным длине волны (синий цвет), вы получите стационарное состояние.
