既然玻爾對原子模型的解釋是錯誤的,應該是電子雲模型,那為什麼高中有的題目還在考察玻爾模型?

餘仲文


物質是由原子、分子、離子組成的,原子的結構是什麼樣子的?隨著人類認識的逐步深入,原子的模型也是在逐漸變化的。歷史上盧瑟福給出的行星模型以及玻爾給出的分層模型是很有影響力的模型,後來也被人們認識到其中的不足。之後電子雲模型逐步被科學界接受。

人類已經認識到微觀粒子有波粒二象性,認識到不確定原理,認識到電子沒有軌道的概念,可是目前原子的行星模型和玻爾的氫原子模型依然寫在教科書中。這是有原因的。

人的學習要循序漸進,先簡單後複雜,人類對世界的認識也是一個循序漸進的過程。沒有學過微積分就去學量子力學,那是不可能學好的。玻爾的氫原子模型可謂是聯繫經典物理學和量子力學的一個樞紐,在學習量子力學以及量子力學給出的電子雲模型之前必須要學習玻爾的氫原子模型。

在玻爾之前,普朗克於1900年給出了量子的概念,愛因斯坦於1905年將量子化的概念應用到電磁波中,成功解釋了光電效應。1913年,玻爾將量子化的概念應用到氫原子中,提出電子只能在特定的軌道上繞原子核轉動,這就是軌道的量子化。電子在不同的軌道上原子的能級也是不一樣的,這體現出能量的量子化。

玻爾的氫原子模型很好地解釋了氫原子光譜,理論和實驗值吻合得非常好。該模型還能夠解釋氘的光譜以及電離掉一個電子後氦的光譜。該模型取得了非常大的成功,玻爾也憑此獲得了1922年的諾貝爾物理學獎。

正是因為玻爾成功地解釋了氫原子光譜,量子論才被越來越多的科學家接受。玻爾也因此成為了量子力學哥本哈根派的領軍人物。

玻爾的模型保留了軌道等經典的概念,也給出了定性的假設。在解釋比氫稍微複雜的氦的光譜時玻爾就遇到了困難,後來發現的氫原子光譜的精細結構也讓玻爾束手無策。量子力學建立起來後,玻爾的一些假設可以自然而然地推導出來,玻爾的原子模型開始讓位給電子雲模型。儘管如此,玻爾的模型由於簡單、便於理解,會一直寫在物理學的教科書中。


刁博


這個問題涉及到我們對物理或者說科學的認識。

當代的一個初中生都大致瞭解了愛因斯坦的相對論,知道相對論是對牛頓運動定律的顛覆性變革。也就是說,牛頓運動定律不夠精確,只是在速率和光速相比較小的情況下,誤差不是大到人們不能接受。所以,牛頓運動定律是“錯誤的”。


那我們為什麼還要學習牛頓的運動定律呢?

因為從來就沒有絕對正確的科學(或者說物理學)。

今天,我們認為愛因斯坦的相對論超過了牛頓的運動定律,但是科學家們都知道,相對論也並非絕對正確。物理不斷髮展的目的,就是要不斷推翻前人的理論,使得新的理論更加接近“真理”。

所以,科學是在不斷逼近“真理”,而不是“真理”本身。任何強調自己代表了終極真理的,都是騙人的。

即便如此,還是有疑問:有了更接近真理的理論了,為什麼還要學習“舊”的理論呢?

物理學是一門實驗的科學,一切學說都要經受得住實驗的檢驗。反過來說,實驗檢驗過的理論就是“可用的”理論。

只要是實驗,就要有“允許範圍內的”誤差。

在實踐過程中,牛頓運動定律能夠符合你的誤差預期,就是一個“好的”、“可用的”理論。

安培定律描述的電流並非“真實”狀況,滿足你的實驗要求,就可以拿來計算所有電路參數。

玻爾原子模型能夠在誤差範圍內計算出激光的波長,你就可以拿來用,當然,前提是你真的學會了。



七零葵


不論是波爾模型也好,還是電子雲模型也罷。都只是科學家為了概括大自然的某種物理現象而構造出的理論模型。

其實人類直到現在也沒能觀測到原子內部到底是什麼樣。俗話說“眼見為實”,既然都沒有見過,況且電子雲模型可能也有一天會被更高級的理論推翻。

至於為什麼還有考察波爾模型。波爾模型只是在解釋一些物理現象時出現錯誤,但在解釋其他的物理現象時卻十分合理。正如牛頓定律。在宏觀世界是正確的,但到了微觀世界,卻沒有了普遍實用性。

我們能說牛頓定律是錯的嗎?

答案顯而易見。不能,牛頓定律也一直在考察。為了解釋微觀世界,科學家又為此構造出了量子力學。

看待物理問題我們不能用廢話即白的思想來看待,要有辯證思維,理性看待問題。


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