Τι υποθέτει ο Bohr σχετικά με την κίνηση των ηλεκτρονίων;

Το μοντέλο του ατόμου του Niels Bohr, που προτάθηκε το 1913, έκανε αρκετές βασικές υποθέσεις σχετικά με την κίνηση των ηλεκτρονίων, τα οποία ήταν επαναστατικά εκείνη τη στιγμή:

* Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται ο πυρήνας σε συγκεκριμένα, κβαντισμένα επίπεδα ενέργειας: Ο Bohr πρότεινε ότι τα ηλεκτρόνια θα μπορούσαν να υπάρχουν μόνο σε ορισμένα διακριτά επίπεδα ενέργειας, τα οποία ονόμασε "σταθερά κράτη". Αυτό σήμαινε ότι τα ηλεκτρόνια δεν μπορούσαν να καταλάβουν οποιοδήποτε αυθαίρετο επίπεδο ενέργειας, αλλά περιορίζονταν σε συγκεκριμένες, κβαντισμένες τιμές.

* Τα ηλεκτρόνια δεν ακτινοβολούν την ενέργεια ενώ σε αυτές τις σταθερές καταστάσεις: Αυτή ήταν μια άμεση αντίφαση με την κλασσική φυσική, η οποία προέβλεψε ότι τα επιτάχυνση των φορτίων (όπως τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από έναν πυρήνα) θα πρέπει να εκπέμπουν συνεχώς την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και να χάσουν ενέργεια, τελικά να στρέφονται στον πυρήνα. Ο Bohr θεωρούσε ότι τα ηλεκτρόνια εκπέμπουν ή απορροφούν ενέργεια κατά τη μετάβαση μεταξύ αυτών των σταθερών καταστάσεων.

* Η διαφορά ενέργειας μεταξύ των σταθερών καταστάσεων εκπέμπεται ή απορροφάται ως φως: Ο Bohr πρότεινε ότι όταν ένα ηλεκτρόνιο πηδά από υψηλότερο επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο, εκπέμπει ένα φωτόνιο φωτός με ενέργεια ίση με τη διαφορά μεταξύ των δύο επιπέδων. Αντίθετα, ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να απορροφήσει ένα φωτόνιο και να μεταβεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.

Αυτές οι υποθέσεις ήταν πρωτοποριακές και βοήθησαν να εξηγηθούν τα φάσματα γραμμής των ατόμων, ένα φαινόμενο που η κλασική φυσική δεν μπορούσε να αντιπροσωπεύει. Ωστόσο, το μοντέλο του Bohr είχε περιορισμούς και αργότερα αντικαταστάθηκε από πιο εξελιγμένα κβαντικά μηχανικά μοντέλα.

Εδώ είναι μια απλοποιημένη αναλογία:φανταστείτε τα ηλεκτρόνια ως πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από έναν ήλιο (ο πυρήνας). Στο μοντέλο του Bohr, αυτοί οι πλανήτες μπορούν να υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένες τροχιές, όπως τα σκαλοπάτια σε μια σκάλα. Μπορούν να πηδήξουν ανάμεσα σε αυτές τις τροχιές, αλλά δεν μπορούν να υπάρξουν στο μεταξύ. Όταν πηδήξουν κάτω, απελευθερώνουν ένα "φωτόνιο" (όπως ένας λαμπτήρας), και όταν πηδούν επάνω, απορροφούν ένα "φωτόνιο".

Ενώ το μοντέλο του Bohr έχει τους περιορισμούς του, ήταν ένα κρίσιμο βήμα στην κατανόηση της δομής του ατόμου και της συμπεριφοράς των ηλεκτρονίων μέσα σε αυτό.