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第92章 故事92 玻尔的量子舞步

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玻尔模型的核心内容:

1. 定态假设:原子的核外电子在轨道上运行时,只能存在于具有分立的、固定能量的状态中,这些状态称为定态。处于定态的原子不发射也不吸收能量,是稳定的。

2. 跃迁规则:电子在不同轨道之间跃迁时,原子才会吸收或放出能量。跃迁时发射或吸收的光子频率与两轨道之间的能量差成正比,公式为 E = h\nu,其中 E 是能量变化,\nu 是光子频率,h 是普朗克常数。

3. 量子化条件:电子的角动量是量子化的,即电子轨道的角动量必须是 \hbar(约化普朗克常数)的整数倍。

玻尔模型的局限性:

1. 半经典模型:玻尔模型试图将量子理论融入到经典的电磁理论中,但这种结合并不完全协调,它保留了电子在固定轨道上运动的经典概念。

2. 无法解释复杂原子:玻尔模型对于氢原子和类氢离子的光谱现象解释得很好,但它无法解释更复杂原子的光谱线,如氦原子等。

3. 与后续的量子力学矛盾:玻尔模型中的某些假设与后来发展的量子力学原理相矛盾,如电子在轨道上的确定运动与量子力学中的不确定性原理不符。

4. 无法解释精细结构:玻尔模型无法解释原子光谱的精细结构,即无法解释由于电子与原子核之间的相互作用以及电子自旋等因素引起的能级微小分裂现象。

玻尔模型虽然在解释原子光谱和提出原子内部电子运动的某些规律方面取得了成功,但它仍然是一个过渡模型,为后来的量子力学发展奠定了基础。随着量子力学的发展,特别是薛定谔方程的提出,玻尔模型的一些假设被证明是不完全正确的,但它在物理学史上仍占有重要地位。

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