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能级

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能级英语Energy level)理论是一种解释原子核电子运动轨道的一种理论。它认为电子只能在特定的、分立的轨道上运动,各个轨道上的电子具有分立的能量,这些能量值即为能级。电子可以在不同的轨道间发生跃迁,电子吸收能量可以从低能级跃迁到高能级或者从高能级跃迁到低能级从而辐射出光子原子的能级可以由它的光谱显示出来。

背景[编辑]

19世纪末20世纪初,人类开始走进微观世界,物理学家提出了许多关于原子机构的模型,这里就包括卢瑟福的核式模型。核式模型能很好地解释实验现象,因而得到许多人的支持;但是该模型与经典的电磁理论有着深刻的矛盾。

经典理论的局限[编辑]

实验事实表明:原子具有高度的稳定性,即使受到外界干扰,也很不易改变原子的属性;且原子所发出的光谱为线状光谱,与经典电磁理论得出的结论完全不同。

然而,按经典电磁理论,电子绕核转动具有加速度,加速运动着的电荷(电子)要向周围空间辐射电磁波,电磁波频率等于电子绕核旋转的频率,随着不断地向外辐射能量,原子系统的能量逐渐减少,电子运动的轨道半径也越来越小,绕核旋转的频率连续增大,电子辐射的电磁波频率也在连续地变化,因而所呈现的光谱应为连续光谱。

由于电子绕核运动时不断向外辐射电磁波,电子能量不断减少,电子将逐渐接近原子核,最后落于核上,这样,原子应是一个不稳定系统。

新理论的提出[编辑]

丹麦物理学家尼尔斯·玻尔於1913年提出了自己的原子结构假说,认为围绕原子核运动的电子轨道半径只能取某些分立的数值,这种现象叫轨道的量子化,不同的轨道对应着不同的状态,在这些状态中,尽管电子在做高速运动,但不向外辐射能量,因而这些状态是稳定的。原子在不同的状态下有着不同的能量,所以原子的能量也是量子化的。