Il modello atomico di Bohr

Il modello atomico di Bohr

Parallelamente a tutto ciò tra il 1820 e il 1880 degli astrofili iniziano lo studio della luce stellare costruendo spettri di assorbimento e di emissione.

Si nota come lo spettro non sia continuo, ma interrotto da linee nere, ma con le conoscenze dell'epoca questi studiosi non riuscirono a spiegare la presenza di queste righe.

Per eliminare le discrepanze tra l'atomo di Rutherford e i dati sperimentali, nel 1913 il fisico danese Niels Bohr propose un nuovo modello atomico, poi divenuto la base concettuale della moderna teoria quantistica. Secondo Bohr gli elettroni percorrono orbite stazionarie intorno al nucleo, senza subire variazioni di energia.

A ogni orbita corrisponde un determinato valore dell'energia degli elettroni (livello energetico) e l'emissione di radiazione avviene in seguito alle transizioni elettroniche tra orbite diverse. In particolare l'atomo emette radiazione elettromagnetica se un elettrone si sposta da un livello energetico superiore a uno inferiore, e assorbe radiazione nel caso contrario: questa era la spiegazione delle linee di discontinuità presenti sugli spettri. Le righe nere infatti erano le frequenze assorbite dagli elettroni per effettuare il "salto" al livello energetico successivo.

Il modello di Bohr spiega perfettamente lo spettro dell'idrogeno. Immaginiamo di eccitare dell'idrogeno che si trovi nello stato fondamentale n = 1 ad esempio mediante una scarica elettrica: l'elettrone eccitato assorbirà energia in quantità sufficiente a farlo saltare ad un livello superiore. Ben presto, quando cessa la somministrazione di energia dall'esterno, l'elettrone tende a ritornare al livello 1 ed emette il surplus di energia che aveva assorbito sotto forma di un onda elettromagnetica con una certa lunghezza d'onda (λ) e una certa frequenza (ν) mediante uno spettroscopio le varie onde si possono visualizzare su visualizzare su una lastra fotografica come una serie di righe parallele la cui distanza è funzione dell'energia liberata. Mentre il modello di Bohr spiega la discontinuità dello spettro, quello di Rutheford avrebbe presupposto uno spettro a linee continue.