Das Atommodell von Niels Bohr![]() Das Bohrsche Atommodell ist wohl das bekannteste Atommodell überhaupt. Immer wieder sieht man Darstellungen, in denen kleine Elektronen auf kreisförmigen Bahnen um einen größeren Kern flitzen. Darum habe ich auch ein Bild dieses Modells als Titelbild meiner Atomphysik-Seite gewählt. Planetenbahnen für Elektronen![]() Im Bohrschen Atommodell fliegen die Elektronen auf Kreisbahnen um den Kern. Warum das so sein muss ist einfach zu erklären: Die Kraft, die die Elektronen im Atom hält ist elektrischer Natur. Gegensätzliche Ladungen ziehen einander an, gleiche stossen einander ab. Mit zunehmender Entfernung wird die Kraft zwischen zwei geladenen Teilchen immer kleiner. Da der Aomkern positiv, die Elektronen aber negativ geladen sind, werden die Elektronen vom Kern angezogen. Eine ähnliche Anziehung erfahren auch die Planeten unseres Sonnenystems durch die Sonne. Wie also die Planeten durch die Sonne auf Kreisbahnen gehalten werden, werden auch die Elektronen durch den Kern auf Kreisbahnen gehalten. Außer dass die Elektronen auf Kreisbahnen fliegen postulierte Bohr noch, dass nur bestimmte Bahnen erlaubt seien. Übergänge zwischen diesen Bahnen sollen augenblicklich geschehen, ohne dass es erlaubt ist, Zwischenzustände einzunehmen. Diese Annahmen kann man mit klassischer Physik nicht verstehen. Erst die Quantenmechanik brachte hierfür eine Erklärung. Wie kam Niels Bohr auf seine Postulate?Das Bohrsche Atommodell war ein Versuch, das Vorhandensein von einzelnen Linien in den optischen Spektren von Atomen zu verstehen. Da der Atomkern die Elektronen anzieht, braucht man Energie, um die Elektronen vom Kern fernzuhalten. Genau wie bei den Planetenbahnen sollte diese Energie in der Drehbewegung der Elektronen um den Kern gespeichert werden. Je weiter die Bahnen sind, desto größer ist die gespeicherte Energie. Springt ein Elektron von einer äußeren Bahn auf eine innere Bahn, so verliert es Energie, die es in Form eines Lichtquantes abgibt. Auf eine höhere Bahn kann ein Elektron nur durch Zuführung von Energie, z.B. durch Stösse oder durch Aufnahme eines Lichtquantes gelangen. Die Beobachtung, dass offenbar nur Lichtquanten spezieller Energien Übergänge zwischen den Bahnen bewirken können, lässt darauf schließen, dass im Atom selber nur bestimmte Bahnen erlaubt sind. Die Energien der Lichtquanten kann man dann als Unterschiedsbeträge zwischen verschiedenen erlaubten Bahnen auffassen. Erweiterung durch SommerfeldSieht man etwas genauer hin, so erkannt man, dass viele der Spektrallinien zusätzlich aufgespalten sind. Die erlaubten Elektronenbahnen müssen sich also zusätzlich durch irgendetwas unterscheiden dass nur einen geringen Energieunterschied ausmacht. Sommerfeld schlug darum vor, außer Kreisbahnen auch elliptische Bahnen zuzulassen. Diese sind etwa vergeichbar mit den Bahnen, die Meteoriten um die Sonne einnehmen. Stark elliptische Elekronenbahnen führen das Elektron also mal dichter an den Kern und mal weiter weg. Sie haben ahnliche Energien, wie die Kreisbahnen. | ||
Letzte Änderung: 12.12.2000 |