2.1 原子發光的機理

2.1.1 原子的結構

根據玻爾理論，原子由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子組成，電子圍繞著原子核做圓周運動。電子一方面由于繞核轉動而有離開核的趨勢，另一方面又受核的正電荷吸引而有靠近核的趨勢，兩者共同作用下使電子與核之間保持一定的距離，如果沒有外界作用，這個距離保持不變。在不同的原子中，繞核運動的電子數目也不相同。

原子序號為Z的原子中，設電子沿以核為中心的圓形軌道運動，電子質量為m，軌道半徑為r，繞軌道運動的速率為V，則電子受到核的庫侖力為

由牛頓第二定律，電子受到核的庫侖力等于電子繞核轉動的向心力，即

玻爾引用量子理論，提出一個假設：電子的角動量mVr只能等于的整數倍，即

式中，h=6.626176×10-34J·S，為普朗克（Planck）常數，n（1，2，3…）為主量子數。

玻爾的這個假設意味著電子運動的軌道不是任意的，而只能是一些量子化的軌道。把式（2-2）和式（2-3）聯立起來，可以解出玻爾模型中，原子序號為Z，主量子數為n的電子軌道半徑為

式（2-4）表明電子的軌道半徑是不連續的，與量子數n平方成正比。原子結構的玻爾模型如圖2-1（a）所示。