La giustificazione dello spettro dell'atomo di idrogeno
Giunto a questo
modello, Bohr si chiese come avveniva l'emissione dei fotoni da parte degli
atomi:
egli postulò che
"un fotone è emesso da un atomo quando un suo elettrone passa da un'orbita
permessa di energia maggiore, più esterna, ad un'altra di energia minore, più
interna".
Nel caso dell'atomo
di idrogeno il suo unico elettrone può ricevere energia dall'esterno, per
esempio mediante un urto, e passare ad un'orbita di numero quantico
con energia
maggiore di quella
iniziale. In tale caso l'atomo si trova in uno stato eccitato, che è instabile.
Esso vi rimane per un intervallo di tempo molto breve (nell'ordine di
s) prima di tornare allo stato
energetico fondamentale, saltando su un'orbita di numero quantico
(con
) la cui energia
è minore di
. La differenza di energia sarà dunque:
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Tale energia viene
liberata dall'atomo sotto forma di un fotone di frequenza:
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Infine ponendo
si ritrova la serie di
Balmer, che è così ricavata partendo dalle ipotesi di Bohr.