论原子构造和分子构造
内容简介
本文创造性地把爱因斯坦的光量子说引入到原子结构理论中来，提出了著名的2条基本假设，建立了原子结构模型，从而克服了卢瑟福原子结构模型中的困难，成功地解释了原子结构的稳定性和原子光谱的分立性。本文被称为“伟大的三部曲”。引论首先介绍了卢瑟福的有核结构模型，并指出了这种模型的成功和困难之处:虽能有效地说明a粒子散射实验，但用经典理论却无法解释原子的稳定。正文第1部分正核对电子的束缚，是本书的中心。引用量子观念提出了2条基本假设:(1)体系在定态中的动力学平衡可以借助于经典力学来加以讨论，而体系在不同定态之间的过渡(即跃迁)则不能在这样的基础上进行处理。(2)认为后一种过程是伴随着能量跃迁引起的单频辐射。对于这种辐射，其频率和2定态之间的能量差满足下面的关系:hv=En-Ek。提出了1个动态的原子结构轮廓，揭示了光谱线与原子结构的内在联系。第2部分包含1个单独原子核的体系，在有核原子模型基础上对元素周期表作出了理论解释。首先阐述了原子的形成过程，广泛应用经典力学讨论了电子组态的力学稳定性，接着具体讨论了氢、氦、锂、铍等元素的原子结构，最后讨论了伦琴射线的发射以及放射性现象的根源。第3部分包含多个原子核的体系，探讨了分子结构。设计了1种氢原子模型，这种模型在某些特点上和今天的模型颇有相通之处。此外还讨论了CH4分子的结构。在结束语中，再次强调了本文的理论基础是普朗克的量子假设和卢瑟福的有核模型，目的是要创立关于原子构造和分子构造的理论。
玻尔的原子结构理论第1次把光谱的经验事实纳入了一个理论体系，揭示了微观体系中量子规律的重要作用。开辟了原子物理学大踏步发展的新途径。正如狄拉克所指出的，在量子力学发展过程中，“玻尔的这种模型或许是原子理论发展中一切步子中最大的一步”。玻尔理论也有严重的缺陷，它只能计算氢原子或类氢原子的光谱，却无法计算多电子原子的光谱;即使对氢原子，也不能计算光谱线的强度。原因在于，玻尔理论不是贯彻到底的量子理论，在某些基本方面仍为经典物理理论所束缚。尽管如此，玻尔理论所起的承先启后的作用及其重要的贡献不可低估。由于他这一独创性的成就，荣获1922年的诺贝尔物理学奖金。
作者简介
尼·玻尔(Niels Bohr，1885—1962)，丹麦物理学家，原子物理和量子力学的奠基人之一。1907年，在学生阶段，因致力于水的表面张力的研究而获哥本哈根科学院的金质奖章。1916年起任哥本哈根大学教授。1920年创建理论物理研究所，自任所长。从那时起，他以自己的远见卓识和崇高威望，吸引并培养了一大批国内外的杰出的物理学家，如海森堡等，形成了世界公认的哥本哈根学派。曾先后被授予柏林科学院院士、苏联科学院院士、德国利奥波尔迪纳科学院院士。1939年，被选任为丹麦皇家科学院院长。1943年为逃避法西斯迫害到了美国，参加了与原子弹有关的理论研究工作。战后又回到丹麦，对创立欧洲核研究中心起了主导作用。主要著作已汇集为文集10卷，先后由罗森菲耳德(Leon Rosenfeld)、尼尔森(J.Rud.Nielsen)和吕丁格尔(Irik Rudinger)主编。本书被收入《尼尔斯·玻尔集》第2卷中。