卢瑟福和他的助手们通过a粒子散射实验发现,a粒子散射绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数a粒子却发生了较大的偏转,极少数a粒子的偏转角超过了90°,个别的a粒子甚至被弹回。实验结果不能用汤姆逊的原子模型进行解释,但卢瑟福敢于对当时的原子物理学的权威——自己的老师汤姆逊的观点产生了怀疑,提出了全新的原子核式结构模型,很好地解释了实验现象,取得了重大突破,发展了原子物理学的理论。
2.玻尔理论的建立
卢瑟福的原子核式结构模型虽然能很好地解释了粒子大角度的偏转问题,但却跟经典的电磁理论发生了很大的矛盾。第一是不能解释原子的相对稳定性问题,第二是不能解释氢光谱的不连续性问题。玻尔面对自己的老师卢瑟福的原子模型的缺陷,敢于质疑、敢于提出新设想,大胆地将普朗克的量子观点运用到原子系统上,提出了三大假设:
(1)定态假设。原子存在着某些定态,在这些定态中不发射也不吸收电磁波。原子定态能量只能取某些分立的值:El,E2,E3,E4……这些定态能量叫作能级。
(2)频率条件。编辑：www.ybask.Com 。
如果原子从能量为En的定态跃迁到Em的稳定态,其能量差与发射或吸收光子的频率ν的关系为:En-Em=hv,这是玻尔理论最基本的量子假设也是最核心、最富有独创性的内容。
(3)角动量量子化条件。在符合经典力学规律的一切可能轨道中,只有那些角动量L等于h整数倍的轨道才能实际存在并形成定态,这称为量子化条件。即:L=nη,n=1,2,3,…
这三大假设,确立了玻尔的原子结构模型,较好的解决了卢瑟福的模型所面临的困难。
3.电子自旋概念的提出。玻尔理论提出之后,人们对不能够比较满意地解释原子光谱的精细结构及反常塞曼效应规律感到十分困惑,引起了物理学界广泛的注意。1925年在荷兰莱登大学攻读学位的两位博士生乌伦贝克和古兹密特受到泡利不相容原理的启发,分析了原子光谱的一些实验结果,大胆地提出了前所未有的电子自旋假设:电子除了围绕原子核运动以外,还具有角动量量子数为半整数的自旋运动。电子自旋的提出,使困扰人们多年的光谱精细结构、历史遗留的元素周期表结构和反常塞曼效应等重大问题都获得了圆满的解释。
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