Modelul atomic Bohr

Modelul atomic Bohr este unul dintre cele mai importante modele ale atomului, datorită faptului că a reușit să explice multe dintre proprietățile și comportamentele atomilor. Acest model a fost propus de către fizicianul danez Niels Bohr în anul 1913, și a fost elaborat pe baza experimentelor efectuate de către alți fizicieni timpurii, cum ar fi Ernest Rutherford.

Înainte de modelul atomic Bohr, se credea că atomii erau compuși nedescompunși, fără o structură internă. Rutherford a arătat însă că atomii conțin o regiune centrală densă și încărcată pozitiv, numită nucleu, în jurul căreia se rotesc electronii. Bohr a dezvoltat mai departe această teorie, sugerează că electronii se mișcă în jurul nucleului în niște orbite prestabilite, numite niveluri de energie.

Aceste niveluri de energie sunt separare și distincte, reprezentând stări cu energie diferită pentru electroni. De exemplu, atunci când atomii absorb energie, electronii pot să treacă pe niveluri superioare de energie (orbitele lor se măresc), iar când atomii emit energie, electronii trec la niște niveluri inferioare (orbitele lor se micșorează).

Modelul atomic Bohr nu a fost perfect, dar a dus la dezvoltarea mai multor teorii interconectate, care astăzi formează baza fizicii atomice și cuantice moderne. În cele ce urmează, vom discuta mai multe despre acest model, începând de la bazele sale și terminând cu noțiuni mai avansate legate de teoria cuantică.

1. Bazele modelului atomic Bohr

Bohr a început să-și dezvolte teoria atomică într-un moment în care erau la modă mai multe teorii contradictorii cu privire la structura atomului. În special, modelul Rutherford sugera că protonii și neutronii făceau parte din nucleu, dar nu se știa cu certitudine unde erau electronii și cum se mișcau ei în jurul nucleului.

Bohr a început să lucreze la această problemă prin a studia proprietățile radar și spectrale ale atomilor, sperând să afle mai multe despre modul în care electronii se mișcau. În special, el a studiat atomii de hidrogen (care au un singur electron), deoarece aceștia erau cei mai simpli și mai ușor de studiat.

În cele din urmă, Bohr a ajuns la concluzia că electronii se mișcă în jurul nucleului în regiuni discrete, numite orbitali. Acești orbitali au fost numiți "niveluri de energie", deoarece electronii aflați în acești orbitali au o anumită energie specifică.

Mai mult decât atât, Bohr a sugerat că electronii pot să treacă între numai anumite niveluri de energie, în ceea ce a numit "salt cuantic". Prin urmare, atunci când atomii sunt excitați (de exemplu, prin expunerea la radiații), electronii se poate să facă acest salt cuantic, trecând la nivelele de energie superioare.

2. Detalii privind modelul atomic Bohr

Modelul atomic Bohr a fost un pas important în întelegerea structurii atomului, dar aveau necesitatea completării și atașării mai piernte. În special, Bohr nu a fost în măsură să explice în detaliu de ce electronii ar trebui să se miște într-o formă circulară și nu de-a lungul unei linii drepte sau în orice alt fel.

Acest lucru a dus la dezvoltarea modelului Schrödinger, care a sugerat că electronii se află într-o stare de undă și că nu există nici o traiectorie precisă a lor. În alte cuvinte, electronii sunt prezenți în jurul nucleului, dar nu se pot situa cu exactitate în niciuna dintre zonele orbitale în sensul fizic, aceștia sunt mereu în mișcare.

Cu toate acestea, modelul atomic Bohr a continuat să fie folosit ca un punct de plecare important pentru dezvoltarea mai multor alte concepte în fizica atomică și cuantică. De exemplu, nivelurile de energie Bohr pot fi utilizate pentru a explica emisia de lumină a atomilor, deoarece acești atomi emitău radiație atunci când electronii fac salt în jos în nivele inferioare de energie.

3. Modelul atomic Bohr și teoria cuantică

În următorii ani, modelul atomic Bohr a fost îmbunătățit și extins prin dezvoltarea teoriei cuantice. Teoria cuantică a dus la dezvoltarea multor alte concepte importante în fizica modernă, precum dualitatea undă-particulă, efectul tunel, și teorema incertitudinii Heisenberg.

Aceste concepte au ajutat la explicarea unor fenomene neobișnuite, cum ar fi comportamentul electronilor din raportul lor cu lumina sau proprietățile atomilor și moleculelor. Mai mult, modelul atomic Bohr a fost introdus de asemenea de fizicieni pentru a avea o idee de bază a fizicii nucleare și să determine rata de dezintegrare a unor elemente radioactive.

În ciuda faptului că modelul atomic Bohr a fost dezvoltat acum mai bine de un secol, continuă să fie valabil și util în multe scopuri în fizica modernă. Multe dintre conceptele și întrebările generale privind atomii și molecula, așa cum acesta este prezentat în modelul lui Bohr, vor fi utilizate în continuare de către fizicieni pentru a avansa cunoștințele noastre privind lumea microscopică a straturilor atomice.