Hvad er Bohr-radius?
Bohr-radius er en måleenhed, der bruges i atomfysik til at beskrive den mindste mulige radius for en elektron, der kredser om kernen i et brintatom. Den blev udviklet af Niels Bohr, baseret på hans model for atomstruktur, der blev introduceret i 1913. Værdien af Bohr-radius beregnes til at være ca. 0,53 ångstrøm.
I sin atommodel teoretiserede Niels Bohr, at elektroner følger specifikke cirkulære kredsløb omkring den centrale kerne, der holdes på plads af elektrostatisk kraft. Denne model viste sig senere at være ukorrekt og betragtes nu som en alt for simpel beskrivelse af atomstrukturen. Aktuelle teorier beskriver placeringen af elektroner i form af sfæriske sandsynlighedszoner, kendt som skaller. Bohr-radius betragtes stadig som nyttig i fysik, da den fortsat leverer en fysisk måling for den mindste radius, som en elektron kan have. Fysikstuderende lærer ofte Bohrs model og ligninger først, som en introduktion, før de går videre til mere komplicerede og præcise modeller.
Brint, med kun en elektron, er den enkleste af alle atomer, hvorfor Bohr-radius er baseret på det. Bohrs model forklarer, at et elektrons kredsløb kan variere afhængigt af den energimængde, den har. Bohr-radius estimerer bane for brintelektronen, mens den er i dens jordtilstand, eller ved laveste energi.
Der er flere faktorer, der bruges til at beregne Bohr-radius. Den reducerede Plancks konstant, en fysisk konstant, der anvendes i kvantemekanik, er divideret med flere andre enheder. Disse inkluderer elektronens masse, lysets hastighed i et vakuum og den fine struktur konstant, som er en anden fysisk konstant, der bruges i fysik.
Én faktor, der ikke tages højde for ved Bohr-radiusligningen, er reduceret masse, der henviser til systemer, hvor to eller flere partikler udøver kraft på hinanden. Når radius bruges som konstant i ligninger, der henviser til mere komplekse atomer, giver dette mening og er faktisk mere praktisk. Dette skyldes det faktum, at korrektionen med reduceret masse skulle være forskellig fra den, der kræves til brint, og indbefattende den ville gøre justeringen mere kompliceret. Det skævner imidlertid måling af brintatomets radius lidt. For at beregne det mere nøjagtigt er der en anden formel, der involverer Compton-bølgelængden af atomets proton og elektron.