In 1913, fizicianul danez Niels Bohr (1885 - 1962) a reusit sa explice spectrul hidrogenului atomic prin o extindere a descrierii atomului facuta de Rutherford. In acel model, electronii incarcati cu sarcini negative se rotesc in jurul nucleelor atomice incarcate cu sarcini pozitive datorita fortei de atractie electrostatice potrivit legii lui Coulomb.
Dar electronul poate fi considerat nu numai ca o particula, dar si ca o unda de Broglie (unda de materie) care interfereaza cu ea insasi. Orbita este stabila numai daca se indeplineste conditia pentru o unda stationara: Circumferinta trebuie sa fie un multiplu intreg al lungimii de unda. Consecinta este ca numai valorile speciale ale razei si energiei sunt permise. Completarea matematica explica cum se calculeaza aceste valori.
Potrivit electrodinamicii clasice, o sarcina accelerata (ca si electronul care se misca pe o traiectorie circulara, deci are o acceleratiei centripete), ar trebui sa emita continuu unde electromagnetice. Astfel, din cauza pierderii de energie electronul ar trebui sa cada pe nucleu foarte repede. Totusi un electron in modelul Bohr nu emite nici o energie, atat timp cat energia lui are una dintre valorile de mai sus. Un electron care nu este pe nivelul de energie cel mai scazut (n = 1), poate sa sufere o tranzitie spontana coborand pe un nivel inferior si in felul acesta emite diferenta de energie sub forma unui unui foton (particula de lumina). Calculand lungimile de unde corespunzatoare undelor elecromagnetice, se vor gasi aceleasi rezultate ca prin masurarea liniilor spectrului de hidrogen.
Nu trebuie sa luati ideea ca electronii se rotesc in jurul nucleului atomic, ca o realitate. Modelul lui Bohr al atomului de hidrogen era numai un pas intermediar pana la ajungerea la o teorie exacta a structurii atomice, care a fost posibila prin mecanica si electrodinamica cuantica.
Acest applet ilustreaza un atom de hidrogen conform modelului corpuscular sau undulatoriu. Puteti sa alegeti numarul cuantic principal n. Partea dreapta a graficului reprezinta nivelele energiei atomului. Chiar in partea de jos puteti sa cititi razele orbitelor r si energia totala E.
Daca incercati sa variati razele orbitei prin apasarea butonului mouse-ului, veti obtine in general o stare non-stationara. Puteti sa va dati seama folosind optiunea "Modelul ondulatoriu": Linia verde ondulata care simbolizeaza unda de Broglie nu va fi inchisa in cazurile cele mai multe. Numai daca circumferinta cercului este un multiplu intreg al lumgimii de unda (albastru), atunci veti optine un strat stationar.