波耳氫原子模型5大優點
1897年，美国天文学家皮克林在恒星弧矢增二十二的光谱中发现了一组独特的线系，称为皮克林线系。 波耳氫原子模型 皮克林线系中有一些谱线靠近巴耳末线系，但又不完全重合，另外有一些谱线位于巴耳末线系两临近谱线之间。 起初皮克林线系被认为是氢的谱线，然而玻尔提出皮克林线系是类氢离子He+发出的谱线。 随后英国物理学家埃万斯在实验室中观察了He+的光谱，证实玻尔的判断完全正确。 事实上，对于稍微复杂一点点的，如氦原子，波尔理论其实就无法解释了。
此後，一戰成名的波耳先後被維多利亞大學、哥本哈根大學等院校聘為講師、教授，並於1917年當選為丹麥皇家科學院院士。 波爾模型的成功之處在於它成功的解釋了氫原子的光譜。 定量的計算出了氫原子各個軌道的能量和躍遷的能量關係。 這一系列的發現極大地動搖了原子不可分理論，依據這些實驗基礎，1904年，湯姆森提出了梅子布丁模型來解釋原子結構。 發現了原子之後，物理學界分成了兩派，一部分科學家（當然也包括很多哲學家）認為原子就是他們苦苦尋找的組成世界的基本粒子。
波耳氫原子模型: 科學革新年代的天才
這個式子十分有用，能夠預測吸收或發射譜線，但就是沒有人可以說明這個公式所代表的意義，以及它如何從基本理論中推導出來。 在波耳的假設之中，「電子以圓形軌道運行」這一點在今天看來完全不成立，因為量子力學根本不談論不可見的軌跡；但「量子跳躍」卻沒過時，因為量子力學的宗旨正在於計算跳躍發生的機率。 所以量子跳躍這概念是了不起的發明，沒有它就沒有後來的量子力學。 波耳這項研究工作是量子物理的重大突破，讓他獲得1922年諾貝爾物理獎。 在此之外，他的成就還包括提出互補原理、與惠勒提出核分裂機制、古典順磁性、對於量子力學的詮釋等。 另外他在丹麥哥本哈根設立理論物理研究所，被人視為「量子力學的麥加」。
- 對於這個問題，每個高中理組生會如此回答：波耳提出一個原子模型，能夠說明氫原子的光譜。
- 的實際數值，而此數值又能被當時能進行的其他實驗檢驗了，代表波耳模型能夠「由原有的科學知識延伸至新的知識」，超越了「憑實驗數據湊答案」的粗淺層次。
- 一副新的圖畫出現了，每張照片上的電子位置是隨機分布的，重疊起來之後就如同一團烏雲籠罩在原子核周圍，這就是電子云模型的由來。
【思考1：实物粒子碰撞】上面说了，对于能级跃迁过程中吸收光子的情况，只能刚好吸收某些特殊能量的光子。 但是从低能级向高能级跃迁还有一种方式，就是用实物粒子撞击。 波耳氫原子模型 比如：用能量为2.00eV的自由电子撞击处于第2能级氢原子（-3.40eV），则氢原子可以吸收自由电子1.89eV的能量跃迁到第3能级(-1.51eV)，自由电子在促使氢原子跃迁后还剩余0.11eV能量。 在當時這可是一個大難題，不過，巴爾麥發現了其中的規律，並且以一個經驗式來表示，這就是著名的巴爾麥公式。
波耳氫原子模型: 躍遷能量變化
由於分布非常均勻，電子所帶的負電與雲球內的正電完美的抵消了，宏觀上原子呈現電中性。 在這個模型中，為了維持穩定，電子會自動分布於雲球的同一球面上。 因為只有這樣任何一個電子所受的電場力才會平衡。 如果一個電子向外移動，那麼其內球面的正電荷將增加，對該電子的吸引力也將增加，最終將電子拉回原來的球面上。 在光电效应试验中，具有一定频率的光子和电子碰撞时，将能量传给电子；光子的能量越大，电子得到的能量也越大，发射出来的光电子能量也越大。
1962年尼爾斯‧波耳辭世後， 就由其子接任研究所的主任。 1965年波耳80冥誕時，該研究所便正式更名為尼爾斯‧波耳研究所，馳名至今。 該研究所自成立以來一直是近代物理發展的核心地，二樓的階梯講堂更納有愛因斯坦、狄拉克、包立、海森堡、卡西米爾等知名物理學家的足跡，當我閉上雙眼坐在講堂中的木造長板凳上時，似乎還能感受到他們當年留下的餘溫。 波耳氫原子模型中，電子可在特定軌道上穩定存在，而不輻射電磁波，其原因是該軌道的圓周長恰好是電子物質波波長的整數倍。 (電子在原子中波動性較明顯) 下圖為：波耳電子軌域示意圖。
波耳氫原子模型: 電子云模型
相反，當它從低能級變為高能級時，它會吸收電磁輻射。 在氫原子的波爾模型裡，軌道能量被量子化，並與主量子數的平方成反比。 由於原子核被假設為固定不動，這能量也可以視為整個氫原子的能量。
本單元將從介紹波耳氫原子能階的分布開始，介紹其電子放出能量時如何計算，以及如何形成光譜，並進一步說明各系列譜線的能量大小比較。 該模型的另一個錯誤和局限性是，它為基態軌道的角動量提供了不正確的值。 提到的所有這些錯誤和限制導致玻爾的原子模型在數年後被量子理論所取代。 儘管此原子模型能夠模擬氫原子中電子的行為，但涉及到具有更高電子數的元素時，它並不是那麼精確。
波耳氫原子模型: 軌道半徑量子化
【能级跃迁2-光子发射】相反，原子从高能级向低能级跃迁时，会发出光子，比如从第3能级向第2能级跃迁时会放出1.89eV能量的光子。 核外电子（带负电）绕着原子核（带正电）作圆周运动。 波尔的氢原子模型也很好理解，但是很多小伙伴对其中一些最最最基本概念还是存在一些模糊的认识，我们尽量讲得详细一些。 台灣在國際物理奧林匹亞的參賽與發光，是台師大已退休教授林明瑞所領導的團隊經長年耕耘的成果，我有幸自2003年起開始參與，十年來隨隊征戰不少國家，今年則來到丹麥。 這是個步調緩慢、自成一格的國家，報到後拿到的九日行程表上，每天只列出第一個行程的時間，之後的每件事都沒有時間規劃；每次搭巴士往返各活動地點時，也沒有分配各國人員的車次（參賽國共八十多個），發車前也從沒有點名。 他們處理問題的步調雖然緩慢，但一週下來似乎也順利完成各項複雜的任務。
20世纪初期，德国物理学家普朗克为解释黑体辐射现象，提出了量子论，揭开了量子物理学的序幕。 19世纪末，瑞士数学教师巴耳末将氢原子的谱线表示成巴耳末公式，瑞典物理学家里德伯总结出更为普遍的光谱线公式里德伯公式。 然而巴耳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含义。 第一种情况，如上图，从第4能级跃迁到第3能级，再从第3能级跃迁到第2能级，再从第2能级跃迁到第1能级。
波耳氫原子模型: 電子郵件中的新聞
波爾模型相對於盧瑟福模型是一大進步，但成功仍掩蓋不了不足。 波爾模型仍然無法解釋為什麼處於定態的原子不會發出電磁波，並且波爾對躍遷的過程也沒有詳細的描述。 波耳氫原子模型 最致命的是波爾模型只能解釋氫原子等一些及其簡單的原子的光譜，對稍微複雜一些的原子或更精細的光譜波爾理論還是無能為力。
玻爾模型引入了量子化的條件，但它仍然是一個“半經典半量子”的模型。 完全解決原子光譜的問題必須徹底拋棄經典的軌道概念。 儘管玻爾模型遇到了諸多困難，然而它顯示出量子假説的生命力，為經典物理學矢量子物理學發展鋪平了道路。
波耳氫原子模型: 氢原子波尔模型波尔模型对于实验氢原子光谱的解释
雖然，相對於梅子布丁模型，盧瑟福模型對原子結構做更加合理的描述，但他對核外電子的運動方式則表述含糊，無法讓人信服。 借鑑天體運動的方式，盧瑟福認為電子在原子核外環繞原子核運動，類似行星圍繞太陽公轉。 但是根據經典電磁理論，這樣的加速運動模型會發射出電磁波，導致電子能量不斷減少，最終坍縮到原子核內。 就像受到阻力的廢棄人造衛星撞上地球一樣。
然而， Bohr的量子论毕竟是建立在经典物理学的基础上,存在问题和局限性是难以避免的。 对氢原子光谱的精细结构无法解释，Bohr假改的平面轨道与电子围绕原子核呈球形对称的现象也不符合等.。 由於此原子模型是對盧瑟福模型的修改，因此保留了小的中心核的特徵以及大部分原子的質量。 波耳氫原子模型 儘管電子的軌道並不像行星的軌道那樣平坦，但可以說這些電子繞其原子核旋轉的方式與行星繞太陽旋轉的方式類似。
波耳氫原子模型: 氢原子波尔模型氢原子波尔模型的研究历史
而波耳則開啟「守門員」的防守模式，立即開始分析，在前往會議室的路上，就對這個問題做出了初步的說明，到會上再詳細討論。 波耳的那個年代，門得列夫的元素週期律已經被發現，化學鍵理論也相當成熟，不過原子內部似乎潛藏某種規律，支配著它們的行為，並且形成某種特定的模式，這種規律究竟是什麼？ ■ 對於神秘的量子世界一開始的起源，若沒有一個比較恰當的掌握的話，在後頭對於量子的奧妙就彷彿是看煙火般，沒有內行人看門道的欣賞。 我們也許不能讓大家變得內行專家，但至少來聽這場演講，不會讓大家覺得是在看量子煙火那般，而能夠有一些較深刻的理解。 Heisenberg uncertainty principle(海森堡測不準原則) 1.
因此對於週期表中各元素化學性質、原子半徑、游離能等的規律性，得到對應關係。 定态假设 原子的核外电子在轨道上运行时，只能够稳定地存在于具有分立的、固定能量的状态中，这些状态称为定态（能级），即处于定态的原子能量是量子化的。 1913年2月4日前后的某一天，玻尔的同事汉森拜访他，提到了1885年瑞士数学教师巴耳末的工作以及巴耳末公式，玻尔顿时受到启发。 后来他回忆到“就在我看到巴耳末公式的那一瞬间，突然一切都清楚了，”“就像是七巧板游戏中的最后一块。 终于，波尔在基于对金属的电子理论和射线穿透能力的研究，引用了能量量子化作为原子稳定的要素，成功解释了氢原子光谱。 1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型。
波耳氫原子模型: Tag: 氫原子能階
正如我們已經提到的，該模型還存在某些缺點和錯誤。 首先，它沒有解釋或給出為什麼電子應僅限於特定軌道的原因。 十年後 海森堡的不確定性原理反駁了這一點。
當他們到達中心時，他們崩潰了，與核心碰撞。 由波耳發起、在丹麥政府以及包括酒商嘉士伯在內的民間贊助下，「理論物理研究所」於1921年正式成立於哥本哈根大學之下，由波耳擔任主任，而波耳一家人就住在研究所的一樓。 次年不但波耳獲得諾貝爾獎，他的兒子奧格‧波耳（Aage Bohr）也在同年出生，並在1975年承其父之衣缽獲得諾貝爾物理獎，是典型的虎父無犬子！
波耳氫原子模型: 原子與電子理論的建立和發展（下）／李啟讓、陳文靜
即，如果不對一個物理體系進行干擾，我們就能確定地預測一個物理量的值。 還提出了一個思想實驗，史稱「EPR佯謬」。 或許讓人頗意外的是，同為量子物理學家的海森堡（Werner 波耳氫原子模型 Heisenberg），曾說波耳「主要是個哲學家，而不是物理學家」。 然而，雖然波耳享受齊克果的文采與風格，但對於其哲學卻有不同意的地方。 某些波耳的傳記作家認為是因齊克果信奉基督教，而波耳是無神論者。 ②頻率條件：當原子從一個定態躍遷到另一個定態時，發出或吸收單色輻射的頻率滿足：只有當原子從一個較大的能量En的穩定狀態躍遷到另一較低能量Ek的穩定狀態時，才發射單色光。
他以測量儀器與客體實在的不可分性為理由，否定了EPR論證的前提———物理實在的認識論判據，從而否定了EPR實驗的悖論性質。 撇開足球不談，年輕時候的波耳兄弟，弟弟其實也要比哥哥更優秀一些，甚至還幫他改過物理博士論文。 要知道他們相差兩歲，但同時進入哥本哈根大學，而弟弟還要比哥哥早拿到碩士學位，一年即完成博士學位。
宇宙中的繁星是由一般物質透過核反應而形成（參見《BBC知識》No.18及20本專欄），其中約有四分之三為氫、四分之一為氦。 而星光在宇宙中穿梭時其波長會被宇宙的膨脹所拉長、頻率因而降低（即俗稱的紅移），我們依據吸收譜線頻率的降低程度，便可知道此光在宇宙中已穿梭了多久，並進而推得此恆星和我們之間的距離。 小小的一個光點，卻暗藏許多不可思議的資訊，這便是科學令人玩味的地方。 在氫原子的波爾模型裡，以原子核為圓心的電子圓周運動的半徑被量子化，最小的半徑是波耳半徑。 由於電子被禁止離原子核更近，庫侖力無法將電子吸引到原子核裡，電子也不會因為進行圓周運動的加速度而釋出電磁波。
拉塞福在1908年因其放射化學研究奪得諾貝爾化學獎，翌年發現了原子核。 但當時拉塞福提出的原子和電子的模型在物理學界卻沒有得到應得的迴響。 波耳卻受到拉氏啟發，在其博士論文中探討電子在原子中的運行原理。
波耳氫原子模型: 氢原子波尔模型
相較於少有所成的弟弟來說，波耳就顯得「慢一拍」，在大學時期只是稍稍嶄露頭角。 甚至有江湖傳言，當時任哥本哈根大學教授的波耳會見丹麥國王時，國王一見面便稱他是足壇名將。 在對陣德國Mittweida Tecnicum的比賽中，因為球很少會落向AB的球門，波耳乾脆就靠在其中一個門柱上解起了數學題。 父親不光助力將這項運動引進哥本哈根，還在旁邊的塔根斯維吉街道建設了個足球場。 1932年尤雷（H.C.Urey）觀察到了氫的同位素氘的光譜，測量到了氘的裏德伯常數，和玻爾模型的預言符合得很好。
皮克林線系中有一些譜線靠近巴耳末線系，但又不完全重合，另外有一些譜線位於巴耳末線系兩臨近譜線之間。 波耳氫原子模型 起初皮克林線系被認為是氫的譜線，然而玻爾提出皮克林線系是類氫離子He發出的譜線。 隨後英國物理學家埃萬斯在實驗室中觀察了He的光譜，證實玻爾的判斷完全正確。 利用一台假想的照相機每隔一小段時間就對原子拍照，每張照片都記錄了此時原子核和電子的狀態。 這樣經過一段時間以後，我們將拍攝到的成百上千張照片重疊起來。 一副新的圖畫出現了，每張照片上的電子位置是隨機分布的，重疊起來之後就如同一團烏雲籠罩在原子核周圍，這就是電子云模型的由來。
這使玻爾的原子模型成為介於經典力學和量子力學之間的模型。 儘管它也有缺點，但它是薛定ding和其他科學家後來的量子力學的先驅模型。 波耳模型引入了量子化的條件，但它仍然是一個「半古典半量子」的模型。 完全解決原子光譜的問題必須徹底拋棄古典的軌道概念。
波耳在博士論文就提出經典物理學（classical physics）無法解釋原子規模（atomic scale）的現象。 普朗克（Max Planck）和愛因斯坦的量子物理學中得到啟示，並應用數學家約翰． 巴耳末（Johann Balmer）提出的氫原子光譜波長的公式，重新解答了原子運作的難題。
