De la modelul atomic al lui Ernest Rutherford la atomul lui Bohr
Fizicianul danez Niels Bohr, folosindu-se de noile teorii referitoare la capacitatea atomului de a emite radiaţii, pornind de la modelul atomic al lui Rutherford, a "redesenat" în 1913 structura atomică. Fizicienii secolului al XIX-lea au descoperit că atunci când un gaz este expus unui câmp electric, gazul emite lumină, deci radiații electromagnetice. Dar această emisie are loc numai la anumite frecvenţe, iar diferite elemente şi compuşi chimici emit radiaţii de diferite lungimi de undă.
Aşadar, spectrul de emisie al atomilor şi al substanţelor diferă. Astfel, după cum uşor se poate înţelege, atomii diferitelor elemente ori diferite substanţe pot fi determinate pe baza lungimii de undă a radiaţiei emise, altfel spus pe baza liniilor spectrale. Chiar şi corpuri îndepărtate, cum ar fi stelele, pot fi înţelese sub aspectul elementelor constituente, determinând spectrul de emisie al acestora.
Având ca punct de plecare atomul lui Rutherford (Bohr şi Rutherford au lucrat împreună pentru a înţelege radiaţia atomului), Bohr a dezvoltat o teorie prin care se putea prezice lungimea de undă a radiaţiei atomului. Teoria lui Bohr a fost deosebit de îndrăzneaţă, fundamentându-se pe câteva ipoteze ce au revoluţionat modul de înţelegere a atomului, deşi erau privite cu suspiciune de fizicienii vremii:
- atomii emit radiaţie numai la anumite frecvenţe (frecvenţe discrete);
- electronii pot orbita numai la anumite distanţe de nucleu, intrând în contradicţie cu modelul atomic al lui Rutherford care lăsa libertate de mişcare absolută electronilor;
- radiaţia poate fi emisă numai când un electron face un „salt" dintr-o stare rațională într-alta (de pe o orbită superioară pe una inferioară). În 1914 fizicienii James Franck şi Gustav Hertz au dovedit experimental că atomii absorb şi emit radiaţie numai atunci când electronii realizează saltul dintre stările staţionare (orbite).
Pentru a susţine aceste ipoteze, Niels Bohr a postulat că la scară atomică anumite stări rationale (orbite) erau stabile, iar electronii aflaţi pe aceste niveluri stabile nu emit radiaţie (Bohr nu a putut justifica de ce se întâmplă astfel).