Co je Bohr poloměr?

Bohrův poloměr je měrná jednotka používaná v atomové fyzice k popisu nejmenšího možného poloměru elektronu obíhajícího jádro v atomu vodíku. Byl vyvinut společností Niels Bohr na základě jeho modelu atomové struktury, který byl představen v roce 1913. Hodnota poloměru Bohra je vypočtena na přibližně 0,53 angstromů.

Ve svém modelu atomu Niels Bohr teoretizoval, že elektrony sledují specifické kruhové dráhy kolem centrálního jádra, držené na místě elektrostatickou silou. Tento model se později ukázal jako nesprávný a je nyní považován za příliš jednoduchý popis atomové struktury. Současné teorie popisují umístění elektronů v podmínkách sférických pravděpodobnostních zón, známých jako skořápky. Bohr poloměr je stále považován za užitečný ve fyzice, nicméně, zatímco to pokračuje poskytovat fyzické měření pro nejmenší poloměr elektron může mít. Studenti fyziky se často učí Bohrův model a rovnice jako úvod, než se pustí do složitějších a přesnějších modelů.

Vodík, jen s jedním elektronem, je nejjednodušší ze všech atomů, a proto je na něm založen poloměr Bohr. Bohrův model vysvětluje, že oběžné dráhy elektronu se mohou lišit v závislosti na množství energie, kterou má. Poloměr Bohr odhaduje oběžné dráhy vodíkového elektronu, když je ve svém základním stavu nebo při nejnižší energii.

Pro výpočet Bohrova poloměru se používá několik faktorů. Redukovaná Planckova konstanta, fyzikální konstanta použitá v kvantové mechanice, je dělena několika dalšími jednotkami. Patří mezi ně hmotnost elektronu, rychlost světla ve vakuu a konstanta jemné struktury, což je další fyzikální konstanta použitá ve fyzice.

Jedním faktorem, který není zohledněn podle Bohrovy rovnice poloměru, je snížená hmotnost, což se týká systémů, kde dvě nebo více částic na sebe vyvíjejí sílu. Když je poloměr používán jako konstanta v rovnicích odkazujících na složitější atomy, má to smysl a je ve skutečnosti pohodlnější. To je způsobeno skutečností, že by se snížená korekce hmotnosti musela lišit od korekce požadované pro vodík, a zahrnutím by se úprava komplikovala. Mírně však zkresluje měření poloměru atomu vodíku. Abychom ji mohli přesněji vypočítat, existuje druhý vzorec zahrnující Comptonovu vlnovou délku protonu a elektronu atomu.