Атомная физика: модель Бора и что она объясняет, а что нет

Модель Бора неверна как теория атома и при этом с высокой точностью даёт спектр водорода. Понимать, где именно проходит эта граница, важнее, чем помнить формулы: задачник спрашивает ровно то, что модель умеет.

Она строится на двух постулатах. Первый: электрон движется по стационарным орбитам, не излучая, и момент импульса на такой орбите кратен постоянной Планка, делённой на два пи. Второй: излучение испускается при переходе между орбитами, а энергия фотона равна разности энергий уровней.

Из этого получается всё, что обычно требуется в задачах: радиусы орбит, энергия уровней, обратно пропорциональная квадрату номера, и длины волн спектральных серий — Лаймана при переходах на первый уровень, Бальмера на второй, Пашена на третий. Энергия ионизации водорода есть просто энергия первого уровня, взятая с обратным знаком.

Чего модель не объясняет:

• спектры атомов сложнее водорода и водородоподобных ионов;
• относительную яркость линий;
• тонкую структуру и расщепление линий в магнитном поле;
• сам факт устойчивости орбит — он введён постулатом, а не выведен.

Правильный современный ответ на последний пункт даёт квантовая механика: у электрона в атоме нет траектории, есть распределение вероятности. Но для расчёта уровней водорода модель Бора остаётся коротким и точным инструментом, и в сборниках задач она используется именно так.