Hva er Bohr-radius?

Bohr-radius er en måleenhet som brukes i atomfysikk for å beskrive den minste mulige radien til et elektron som kretser rundt kjernen i et hydrogenatom. Den ble utviklet av Niels Bohr, basert på hans modell for atomstruktur, som ble introdusert i 1913. Verdien av Bohr-radius er beregnet til å være omtrent 0,53 ångstrøm.

I sin modell av et atom teoretiserte Niels Bohr at elektronene følger spesifikke sirkulære baner rundt den sentrale kjernen, holdt på plass av elektrostatisk kraft. Denne modellen viste seg senere å være feil og anses nå som en altfor enkel beskrivelse av atomstrukturen. Aktuelle teorier beskriver plasseringen av elektroner i form av sfæriske sannsynlighetssoner, kjent som skjell. Bohr-radius er fortsatt ansett som nyttig i fysikk, siden den fortsetter å gi en fysisk måling for den minste radius et elektron kan ha. Fysikkstudenter lærer ofte Bohrs modell og ligninger først, som en introduksjon før de går videre til mer kompliserte og nøyaktige modeller.

Hydrogen, med bare ett elektron, er det enkleste av alle atomer, og det er grunnen til at Bohr-radien er basert på det. Bohrs modell forklarer at bane til et elektron kan variere avhengig av hvor mye energi den har. Bohr-radius estimerer omløpet til hydrogenelektronet mens det er i dens grunntilstand, eller ved laveste energi.

Det er flere faktorer som brukes til å beregne Bohr-radius. Den reduserte Plancks konstant, en fysisk konstant som brukes i kvantemekanikk, er delt av flere andre enheter. Disse inkluderer elektronens masse, lysets hastighet i et vakuum og finstrukturskonstanten, som er en annen fysisk konstant som brukes i fysikken.

En faktor som ikke er redegjort for av Bohr radius ligningen er redusert masse, som refererer til systemer der to eller flere partikler utøver kraft på hverandre. Når radiusen brukes som en konstant i ligninger som refererer til mer komplekse atomer, er dette fornuftig og er faktisk mer praktisk. Dette skyldes det faktum at den reduserte massekorreksjonen må være forskjellig fra den som kreves for hydrogen, og ved å inkludere den vil det gjøre justeringen mer komplisert. Det skjevler imidlertid målingen av hydrogenatomets radius litt. For å beregne det mer nøyaktig, er det en andre formel som involverer Compton-bølgelengden til atomets proton og elektron.