波尔原子模型定态的原因

　

波尔原子模型定态的原因
玻尔理论的主要内容：

1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。2、原子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量为E终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即E初 E终h v 3、原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。----摘自中小学教育资源交流中心物理课件《波尔原子模型》
按照经典理论，绕核运动的电子应该辐射出电磁波。为什么电子绕核运动，但并不向外辐射能量？为什么加速运动的电子不辐射电磁波？
量子力学是这样解释的：
‘海森堡在1927年提出的测不准原理对此做出了回答 。通过测不准关系，我们可以得到束缚粒子的最小平均动能，假如电子在运动过程中离核越来越近。即r越来越小，依照不确定关系式，电子动量将越来越不确定，或者根据最小平均动能，电子的平均动能将越来越大，而电子根本没有能量增加的来源，因此电子不可能靠近原子核，更不要说被束缚在原子核内了。---摘自《波尔原子模型的困难与量子力学解释》李强
为什么加速运动的电子不辐射电磁波？我们为什么会认为加速运动的电子辐射电磁波？根据麦克斯韦方程我们一定得出电子绕核运动就向外辐射电磁波吗？最近我读到自感现象，有了一些不同的想法。
自感现象：当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象，称为自感现象，这样产生的感应电动势，称之为自感电动势，通常可用来表示。---摘自网络课程电磁学第三节 自感 互感 https://www.wendangku.net/doc/d611406365.html,/dcx/main/dcxweb/neirong/pages/nr/nr3301.htm。设闭合回路中的电流强度为i，根据毕奥-萨伐尔定律，空间任意一点的磁感强度B的大小都和回路中的电流强度i成正比，因此穿过该回路所包围面积内的磁通量也和i成正比，即:,比例系数L叫做回路的自感系数，简称自感。

’当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象 。‘那么宏观上运流电流呢？
我们知道运流电流（例如电子束)也能产生磁场，那么当运流电流 发生变化的时候，它激发的磁场穿过自身的磁通量也随之变化，从而在运流电流自身产生感应电动势现象。
这样看来单个电子的圆形运动就相当于电流强度不变的电流

回路，根据毕奥-萨伐尔定律，空间任意一点的磁感强度B的大小都和回路中的电流强度i成正比， 当电流强度不变时，产生的磁场强度不变。因此，电子绕核运动中，虽然电子加速运动，但电子不产生电磁波。此时电子产生的是恒定的磁场。所以，我们得出这样的结论:电子以一定速度绕核运动的时候相当于恒定的电流，产生恒定的磁场，不产生电磁波。因此电子绕核运动的运动状态是稳定的，即波尔原子模型中的定态。
当电子从一个轨道到另一个轨道发生跃迁，电子产生电磁波。此时电子的速度发生改变。可见产生电磁波的条件是电子的运动状态发生改变，但不包括力只改变电子的运动方向这种情况。可见电子受力不一定产生电磁波，受力只有电子的速率发生变化的时候才会产生电磁波。
所谓跃迁，就是 电子从一个轨道到另一个轨道，电子从一个速度状态到另一个速度状态。那么电子怎么从一个速度状态到另一个速度状态？受力。电子受力从一个速度状态到另一个速度状态，从一个轨道到另一个轨道，此时电子辐射出电磁波。因此，原子发生跃迁可能是受力的原因。电子受力从一个轨道运动到另一个轨道。
当电子束受到碰撞电子的速度发生变化的时候，是否释放电磁波？那么验证电子的波动性的时候是否对此有所考虑？释放的电磁波与物质波什么关系？是不是就是物质波？
参考文献： {1}中小学教育资源交流中心物理课件《波尔原子模型》；{2}《波尔原子模型的困难与量子力学解释》李强；{3}网络课程电磁学{4}《定态中电子不辐射电磁波的可能原因》吴兴广{5}《波尔原子模型之宏观与微观的联系》吴兴广

2013-5-4 23:03:09 吴兴广