Una breve historia del modelo atómico de Bohr

A principios del siglo XX, el físico alemán Planck propuso una teoría cuántica para explicar el fenómeno de la radiación del cuerpo negro, lo que abrió el telón de la física cuántica. A finales del siglo XIX, el profesor de matemáticas suizo Balmer expresó las líneas espectrales de los átomos de hidrógeno como la fórmula de Balmer, y el físico sueco Rydberg resumió la fórmula de líneas espectrales más común: la fórmula de Rydberg. Sin embargo, la fórmula de Balmer y la fórmula de Rydberg son ambas fórmulas empíricas y la gente no comprende su significado físico.

En 1911, el físico británico Rutherford propuso un modelo planetario de estructura atómica basado en el experimento de dispersión de partículas alfa realizado en 1911. En este modelo, los electrones orbitan el núcleo de forma muy parecida a como los planetas de nuestro sistema solar orbitan alrededor del sol. Pero según la teoría electromagnética clásica, dichos electrones emitirán radiación electromagnética, perderán energía e incluso colapsarán instantáneamente en núcleos atómicos. Esto es inconsistente con la situación real y Rutherford no puede explicar esta contradicción.

En 1912, Bohr, que trabajaba en la Universidad de Manchester en Inglaterra, presentó un esquema de tesis llamado "Memorando de Rutherford" a su tutor Rutherford. En este esquema, Bohr introdujo el concepto cuántico de Planck basado en el modelo planetario, creyendo que los electrones en los átomos se encuentran en una serie de estados estables discretos. De regreso a Dinamarca, Bohr estaba ansioso por organizar estas ideas en un artículo, pero logró pocos avances.

Un día, alrededor del 4 de febrero de 1913, un colega de Bohr, Hansen, lo visitó y le mencionó el trabajo del profesor de matemáticas suizo Ballmer en 1885, así como la fórmula de Ballmer. Bohr se sintió inmediatamente inspirado. Más tarde, recordó: "En el momento en que vi la fórmula de Balmer, de repente todo quedó claro". "Fue como la última pieza de un rompecabezas". Este evento pasó a ser conocido como el "Salto de febrero" de Bohr.

En julio, septiembre y octubre de 165438+1913, por recomendación de Rutherford, la revista "Philosophy" publicó tres artículos de Bohr seguidos, que marcaron la presentación formal del modelo de Bohr. Estos tres artículos se han convertido en clásicos de la historia de la física y se conocen como la "trilogía" del modelo de Bohr.