遺落的旧时光
有两个关于科学的图像最著名，一个是DNA双螺旋结构，另一个就是这里要向大家介绍的原子有核模型。
DNA双螺旋结构在公共建筑中是很常见的，比如中关村路口就有一个著名的DNA双螺旋结构雕塑。
DNA双螺旋结构标志着人类发现了生命的奥秘（由特定物质的微观结构决定），由此标志着分子生物学和以分子生物学为基础的生物技术的蓬勃发展。
与此类似，原子有核模型标志着人类认识微观世界物理规律的开始及以此为基础的原子时代，信息时代的来临。以前我国中央电视台的台标就是一个原子有核模型的图像，并可分解还原为中央电视台的英文缩写——CCTV。
原子有核模型在物理上至少对应以下知识点：
1、首先原子由原子核与核外电子组成，原子核的质量远远大于核外电子的质量，从这个角度说原子核很重，在视觉上我们把原子核画的很大，用以传达它很重的信息。
2、核外电子在原子核周围沿特定轨道运动，从经典物理学的角度说，原子模型就像是一个缩小了的太阳系，电子和原子核之间的吸引力相当于是行星和太阳之间的引力，而电子也像行星一样围绕吸引它的原子核转圈。
值得注意的是，这个说法还是基于经典物理学概念的，严格来说是不正确的，但在历史上，不论是卢瑟福原子模型，玻尔模型，还是玻尔-索末菲量子化都保留了经典轨道的概念，这个概念对大家来说是最直观的，所以也就很容易被普通大众接受。
3、电子围绕原子核运转的轨道是沿各个方向都有的，这也是看上去和行星系统最大的区别。在行星系统里，行星围绕太阳运转的轨道基本上都在一个平面上，而在原子有核模型里，电子围绕原子核运行的平面看上去有几个不同的取向。
这可以解释为角动量量子化及空间取向量子化。在玻尔模型中，角动量只能取约化普朗克常数的整数倍，
在玻尔模型中，电子运动的轨道是正圆形的，换句话说就是偏心率为0，后来索末菲把玻尔模型的正圆轨道推广到椭圆轨道，他引入了两个量子数，一个是角量子数nφ，一个是径向量子数nr，分别满足量子化条件：
定义主量子数n为：
索末菲的椭圆轨道，这里n表示主量子数（n=5），k表示角量子数（今天的理论对应l=0,1,2,3,4）。定性的说，角动量越小，电子能运动到离原子核越近的地方，这个叫作“贯穿”。
斯特恩-盖拉赫实验说明原子的角动量在z轴上只能取确定值，这就是所谓“空间取向量子化”。人们最初把这种现象解释为做椭圆或圆周运动的电子只能在特定空间取向上转圈。
比如对nφ=1的电子，电子可以围绕z轴顺时针转圈，也可以围绕z轴逆时针转圈，这样就解释了塞曼效应及原子束在“斯特恩-盖拉赫实验”中的分裂。
索末菲由塞曼效应推知原子中电子运动的轨道只能存在于空间中分立取向的平面上。
把以上要素综合在一起，我们就得到了原子有核模型的标准照（下图）。
这个图像代表了旧量子论发展的巅峰水平，玻尔和索末菲曾雄心勃勃地想把这幅图像推广至多电子原子。但可惜并未成功，但留下了许多好看的图形。
玻尔-索末菲模型意义下的镭原子。
原子模型的最终解决需要等到量子力学创建之后才算大功告成。这将主要归功于海森堡，薛定谔和狄拉克三位年轻的物理学家。
物理思维
原子核外电子的排布主要受到两个原则的控制：一个是泡利不相容原理，另外一个是能量最低原则。
泡利不相容原理说的是：电子是费米子，2个费米子不可能占据同一个量子状态。这就好像你去电影院看电影，一般是一个人一个座位，不可能2个人占据同一个座位。电影院里那些坐在男朋友腿上看电影的女孩子不是“费米子”。
泡利不相容原则使得原子核外电子不可能全部集中在最低能级——集中在最低能级虽然总能量最小，但这种在电影院力叠罗汉的方式是违反泡利不相容原理的。
所以，为了保证泡利不相容原理的实施，同时实现能量最低原则，电子的分布在这两股势力的博弈中产生了。这个就是元素周期表的来历，也是物理学家在100年前就可以解释了的事情。总之是在这些量子力学的原则下，电子的分布规律固定下来。
