玻尔的原子理论中定态和跃迁的诠释

• 玻尔的原子理论给出这样的原子图像：1.电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；　　2.可能的轨道由电子的角动量必须是 h/2π的整数倍决定；　　3.当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由 E=hf给出。h为普朗克常数。h=6.626×10^(-34)Js.[1]

波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。但玻尔模型无法解释为什么处于定态中的电子不发出电磁辐射。玻尔模型对跃迁的过程描写含糊。【2】

问题1，为什么处于定态中的电子不发出电磁辐射？问题2，跃迁的过程到底是什么样的过程？

为什么处于定态中的电子不发出电磁辐射？所谓不发出电磁辐射，不一定是不产生电磁波，我认为‘定态中的电子不发出电磁辐射'应理解为定态中的电子符合经典电磁定律产生电磁波，但此时的波就像LC电路一样并没有像外辐射。因此，电子本身能量不发生变化，我们也接受不到此时的电磁波。就像驻波一样。我们可以把此时产生的电磁波理解为驻波。

那么电子在定态外为什么辐射电磁波？为什么轨道是量子化的？跃迁的过程到底是什么样的过程？那是因为在量子化的轨道外，其他的时候，电子不是没有轨道，而是轨道是不稳定的。此时，电子符合经典的电磁规律，电子的变速运动向外辐射能量，辐射电磁波。

电子产生电磁波但不向外辐射是需要条件的，那就是产生电磁驻波。这与电子的轨道有关。只有电子的轨道周长的一半或者说半个周长是产生的电磁波的波长的一半的整数倍的时候，才会产生驻波。即πr=n入/2.这与驻波条件L=n入/2相符，n取正整数。

通过以上的诠释，那么原子发光的过程就是，原子本来符合经典电磁定律是发出连续光谱的，但由于一些特殊的轨道使电子虽然发出电磁波但产生驻波使电磁波不会发射出去。这样原子就发出一些不连续的光谱。

我认为这样就可以解释原子光谱线的宽度问题。光谱线的宽度，依据经典电磁定律这是电子连续运动轨道连续变化的表现，同时考虑电子的电量是一定的，光谱的宽度可能也有一些量子化的表现。

关键字：光谱，波尔原子模型，量子，轨道，电子 作者：吴兴广

2012-12-13 13:00:37

参考文献：【1】《波尔原子模型》来自百度百科【2】《波尔模型》来自维基百科