遺落的舊時光
有兩個關於科學的圖像最著名，一個是DNA雙螺旋結構，另一個就是這裡要向大家介紹的原子有核模型。
DNA雙螺旋結構在公共建築中是很常見的，比如中關村路口就有一個著名的DNA雙螺旋結構雕塑。
DNA雙螺旋結構標誌著人類發現了生命的奧秘（由特定物質的微觀結構決定），由此標誌著分子生物學和以分子生物學為基礎的生物技術的蓬勃發展。
與此類似，原子有核模型標誌著人類認識微觀世界物理規律的開始及以此為基礎的原子時代，信息時代的來臨。以前我國中央電視臺的臺標就是一個原子有核模型的圖像，並可分解還原為中央電視臺的英文縮寫——CCTV。
原子有核模型在物理上至少對應以下知識點：
1、首先原子由原子核與核外電子組成，原子核的質量遠遠大於核外電子的質量，從這個角度說原子核很重，在視覺上我們把原子核畫的很大，用以傳達它很重的信息。
2、核外電子在原子核周圍沿特定軌道運動，從經典物理學的角度說，原子模型就像是一個縮小了的太陽系，電子和原子核之間的吸引力相當於是行星和太陽之間的引力，而電子也像行星一樣圍繞吸引它的原子核轉圈。
值得注意的是，這個說法還是基於經典物理學概念的，嚴格來說是不正確的，但在歷史上，不論是盧瑟福原子模型，玻爾模型，還是玻爾-索末菲量子化都保留了經典軌道的概念，這個概念對大家來說是最直觀的，所以也就很容易被普通大眾接受。
3、電子圍繞原子核運轉的軌道是沿各個方向都有的，這也是看上去和行星系統最大的區別。在行星系統裡，行星圍繞太陽運轉的軌道基本上都在一個平面上，而在原子有核模型裡，電子圍繞原子核運行的平面看上去有幾個不同的取向。
這可以解釋為角動量量子化及空間取向量子化。在玻爾模型中，角動量只能取約化普朗克常數的整數倍，
在玻爾模型中，電子運動的軌道是正圓形的，換句話說就是偏心率為0，後來索末菲把玻爾模型的正圓軌道推廣到橢圓軌道，他引入了兩個量子數，一個是角量子數nφ，一個是徑向量子數nr，分別滿足量子化條件：
定義主量子數n為：
索末菲的橢圓軌道，這裡n表示主量子數（n=5），k表示角量子數（今天的理論對應l=0,1,2,3,4）。定性的說，角動量越小，電子能運動到離原子核越近的地方，這個叫作“貫穿”。
斯特恩-蓋拉赫實驗說明原子的角動量在z軸上只能取確定值，這就是所謂“空間取向量子化”。人們最初把這種現象解釋為做橢圓或圓周運動的電子只能在特定空間取向上轉圈。
比如對nφ=1的電子，電子可以圍繞z軸順時針轉圈，也可以圍繞z軸逆時針轉圈，這樣就解釋了塞曼效應及原子束在“斯特恩-蓋拉赫實驗”中的分裂。
索末菲由塞曼效應推知原子中電子運動的軌道只能存在於空間中分立取向的平面上。
把以上要素綜合在一起，我們就得到了原子有核模型的標準照（下圖）。
這個圖像代表了舊量子論發展的巔峰水平，玻爾和索末菲曾雄心勃勃地想把這幅圖像推廣至多電子原子。但可惜並未成功，但留下了許多好看的圖形。
玻爾-索末菲模型意義下的鐳原子。
原子模型的最終解決需要等到量子力學創建之後才算大功告成。這將主要歸功於海森堡，薛定諤和狄拉克三位年輕的物理學家。
物理思維
原子核外電子的排布主要受到兩個原則的控制：一個是泡利不相容原理，另外一個是能量最低原則。
泡利不相容原理說的是：電子是費米子，2個費米子不可能佔據同一個量子狀態。這就好像你去電影院看電影，一般是一個人一個座位，不可能2個人佔據同一個座位。電影院裡那些坐在男朋友腿上看電影的女孩子不是“費米子”。
泡利不相容原則使得原子核外電子不可能全部集中在最低能級——集中在最低能級雖然總能量最小，但這種在電影院力疊羅漢的方式是違反泡利不相容原理的。
所以，為了保證泡利不相容原理的實施，同時實現能量最低原則，電子的分佈在這兩股勢力的博弈中產生了。這個就是元素週期表的來歷，也是物理學家在100年前就可以解釋了的事情。總之是在這些量子力學的原則下，電子的分佈規律固定下來。
