Vad är Bohr Radius?

Bohrradien är en måttenhet som används inom atomfysik för att beskriva den minsta möjliga radien för en elektron som kretsar kring kärnan i en väteatom. Det utvecklades av Niels Bohr, baserat på hans modell av atomstruktur, som introducerades 1913. Värdet på Bohr-radien beräknas till cirka 0.53 ångström.
I sin modell av en atom, teoretiserade Niels Bohr att elektroner följer specifika cirkulära banor runt den centrala kärnan, som hålls på plats av elektrostatisk kraft. Denna modell visade sig senare vara felaktig och anses nu vara en alldeles för enkel beskrivning av atomstruktur. Aktuella teorier beskriver platsen för elektroner i termer av sfäriska sannolikhetszoner, kända som skal. Bohr-radien anses fortfarande vara användbar inom fysiken, eftersom den fortsätter att ge ett fysiskt mått för den minsta radien en elektron kan ha. Fysikelever lär sig ofta Bohrs modell och ekvationer först, som en introduktion innan de går vidare till mer komplicerade och exakta modeller.

Väte, med bara en elektron, är den enklaste av alla atomer, varför Bohr-radien är baserad på den. Bohrs modell förklarar att en elektrons omloppsbana kan variera beroende på hur mycket energi den har. Bohr-radien uppskattar väteelektronens omloppsbana medan den är i sitt marktillstånd, eller vid lägsta energi.

Det finns flera faktorer som används för att beräkna Bohr-radien. Den reducerade Plancks konstant, en fysisk konstant som används inom kvantmekaniken, delas med flera andra enheter. Dessa inkluderar elektronens massa, ljusets hastighet i vakuum och finstrukturkonstanten, som är en annan fysisk konstant som används inom fysiken.

En faktor som inte tas med i Bohrs radiekvation är reducerad massa, vilket hänvisar till system där två eller flera partiklar utövar kraft på varandra. När radien används som en konstant i ekvationer som hänvisar till mer komplexa atomer, är detta vettigt och är faktiskt mer bekvämt. Detta beror på att den reducerade massakorrigeringen skulle behöva skilja sig från den som krävs för väte, och att inkludera det skulle göra justeringen mer komplicerad. Det snedvrider dock mätningen av väteatomens radie något. För att beräkna det mer exakt finns det en andra formel som involverar Compton-våglängden för atomens proton och elektron.