Što je Bohrov radijus?

Bohrov radijus je mjerna jedinica koja se koristi u atomskoj fizici za opisivanje najmanjeg mogućeg polumjera elektrona koji kruži oko jezgre u atomu vodika. Razvio ga je Niels Bohr, na temelju svog modela strukture atoma, koji je uveden 1913. godine. Vrijednost Bohrova radijusa izračunata je na približno 0.53 angstroma.
U svom modelu atoma, Niels Bohr teoretizirao je da elektroni slijede specifične kružne orbite oko središnje jezgre, koje drži na mjestu elektrostatička sila. Taj se model kasnije pokazao netočnim i sada se smatra previše jednostavnim opisom strukture atoma. Trenutne teorije opisuju položaj elektrona u smislu sfernih zona vjerojatnosti, poznatih kao ljuske. Bohrov se radijus još uvijek smatra korisnim u fizici, međutim, jer nastavlja pružati fizičko mjerenje za najmanji polumjer koji elektron može imati. Studenti fizike često prvo uče Bohrov model i jednadžbe, kao uvod prije nego pređu na kompliciranije i točnije modele.

Vodik je, sa samo jednim elektronom, najjednostavniji od svih atoma, zbog čega se na njemu temelji Bohrov radijus. Bohrov model objašnjava da orbita elektrona može varirati ovisno o količini energije koju ima. Bohrov radijus procjenjuje orbitu vodikovog elektrona dok je u svom osnovnom stanju ili na najnižoj energiji.

Za izračunavanje Bohrova radijusa koristi se nekoliko faktora. Redukovana Planckova konstanta, fizička konstanta koja se koristi u kvantnoj mehanici, podijeljena je s nekoliko drugih jedinica. To uključuje masu elektrona, brzinu svjetlosti u vakuumu i konstantu fine strukture, što je još jedna fizička konstanta koja se koristi u fizici.

Jedan čimbenik koji nije uzet u obzir u Bohrovoj jednadžbi radijusa je smanjena masa, koja se odnosi na sustave u kojima dvije ili više čestica djeluju jedna na drugu. Kada se radijus koristi kao konstanta u jednadžbama koje se odnose na složenije atome, to ima smisla i zapravo je prikladnije. To je zbog činjenice da bi korekcija smanjene mase morala biti drugačija od one potrebne za vodik, a uključivanje bi dodatno kompliciralo prilagodbu. Međutim, to malo iskrivljuje mjerenje polumjera vodikovog atoma. Kako bi se to preciznije izračunalo, postoji druga formula koja uključuje Comptonovu valnu duljinu protona i elektrona atoma.