§5 氢原子结构的玻尔模型

1913 年，丹麦物理学家玻尔（Niels Henrik DavidBohr）提出一个氢原子模型理论，认为氢原子的原子核是一个质子，原子核带正电，原子核外有一个电子，带负电，它们之间的电磁相互作用主要是与距离平方成反比的库仑吸引力。玻尔提出，电子环绕原子核运动时，只有满足一定条件时，运动才是稳定的。这个稳定性条件称为量子化条件，量子化条件要求电子环绕原子核运动时的角动量不能取任意值，只能取约化普朗克常数的整数倍。约比普朗克常数是普朗克常数 h 被 2π除，用符号 h 代表。在许多理论中，大量出现的是约化普朗克常数，有时也把它简称为普朗克常数。量子化条件的要求相应地导致稳定氢原子的能量可取值也不能在一定的范围内从小到大连续地变化，而只能是某些特定的分立值。按照这个模型，稳定状态的氢原子的能量是负的，并且其值与某一正整数的平方成反比，这个正整数称为主量子数。

玻尔提出，当氢原子从一个能量高的稳定状态变到能量较低的稳定状态时，多余的能量就要以电磁辐射的形式放出，表现为一个有确定能量的光量子。在玻尔的理论中，除了量子论中新引进的普朗克常数外，没有引进任何新的常数。按照玻尔的氢原子模型理论，严格地、精确地导出了普遍描述氢原子光谱的里德伯公式。

玻尔的氢原子模型理论是人们认识原子世界的重大的一步，是一个里程碑。再经过 15 年，物理学家们对原子世界物质运动的基本规律有了崭新的认识，建立了量子力学。