尼爾斯·玻爾給電子的運動提出了幾點簡單的假定,
然後發現了一個令人非常滿意的氫原子的理論模型。
氫原子是一個質子,
一個電子在一定形態的軌道上的周圍運動。
玻爾原子模型所勾勒出的是最絕妙、最簡單的一幅原子圖畫,
儘管它的成功依賴于一些完全隨意的假設。
玻爾原子令人欣喜的地方在於,
它指明了一條從氫原子構造不同類型原子的道路。
氦核有兩個質子,
核外有2個環繞它的電子;鋰核有3個質子,
核外有3個環繞它的電子。
核內的質子,
鈹是4個,
硼是5個,
碳是6個,
氮是7個,
氧是8個……一路數下去,
鈾是92個,
而鈾以後的元素核內所含的質子數更多。
化學家所發現的這些所謂的元素週期律,
都可以用玻爾的模型來解釋。
不過,
還有一點困惑。
假如氮原子正好是兩個氫原子聚合而成,
它的品質應該是氫原子的兩倍,
而實際上那是4倍。
原子越重,
這矛盾越大。
鈾應該是氫的92倍,
但實際卻是238倍。
那麼,
在原子核裡面一定還存在別的什麼東西,
那是另一種粒子,
中子。
中子也跟質子一樣,
像一個小磁體。
除了氫以外,
所有其它元素的原子核都存在著中子。
氦核有兩個質子和兩個中子,
而鈾核有92個質子和146個中子。
這樣的鈾記作U238,
這個238表示鈾核內92個質子和146個中子的總和,
但U238並不是唯一的一種鈾元素;還有U235,
核內只有143個中子,
在化學上與U238是一樣的。
品質不同而化學上等同的原子叫同位素,
它們都包括在玻爾的原子圖景中,
當然,
得有中子參加。
中子也能獨立地存在於原子核之外,
證據已經很多(比如原子彈和核電站)。
宏觀的物質,
都是從中子、質子和電子衍生出來的。