2.1 原子发光的机理

2.1.1 原子的结构

根据玻尔理论，原子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，电子围绕着原子核做圆周运动。电子一方面由于绕核转动而有离开核的趋势，另一方面又受核的正电荷吸引而有靠近核的趋势，两者共同作用下使电子与核之间保持一定的距离，如果没有外界作用，这个距离保持不变。在不同的原子中，绕核运动的电子数目也不相同。

原子序号为Z的原子中，设电子沿以核为中心的圆形轨道运动，电子质量为m，轨道半径为r，绕轨道运动的速率为V，则电子受到核的库仑力为

由牛顿第二定律，电子受到核的库仑力等于电子绕核转动的向心力，即

玻尔引用量子理论，提出一个假设：电子的角动量mVr只能等于的整数倍，即

式中，h=6.626176×10-34J·S，为普朗克（Planck）常数，n（1，2，3…）为主量子数。

玻尔的这个假设意味着电子运动的轨道不是任意的，而只能是一些量子化的轨道。把式（2-2）和式（2-3）联立起来，可以解出玻尔模型中，原子序号为Z，主量子数为n的电子轨道半径为

式（2-4）表明电子的轨道半径是不连续的，与量子数n平方成正比。原子结构的玻尔模型如图2-1（a）所示。

图2-1 原子结构的玻尔模型