原子谱：定态的证据，不是轨道的照片

先有观测，再有图像

放电管和分光仪给出谱线的位置与强度，并没有追踪电子绕原子核运动。不同制备条件下重复出现的波长，要求理论解释可重复的原子能量差。氢光谱的规律已经构成理论必须满足的约束，并不是画出量子化圆轨道以后才发现的现象。

玻尔 1913 年论文从一个矛盾出发：卢瑟福的核式原子能解释散射，但按普通电动力学，绕核运动、不断加速的电子会辐射。单靠力学轨道既不能解释原子的稳定，也不能选定唯一的原子尺度。阅读第一部分引言与第 1 节时，应同时追问：原子为何稳定，辐射为何具有固定特征？

玻尔引入定态，并把发射光的频率与两个状态的能量差联系起来。这个频率一般不等于电子沿机械轨道运动的频率。正是在解释光谱所需要的地方，这条规则离开了经典辐射描述。

下式中，初态能量高于末态，频率为正，普朗克常数把频率换算成能量。一套共同的能级可以组织许多条谱线；它比给每条观测谱线分别指定一个互不相关的振子受到更强的约束。

h\nu=E_{\mathrm{initial}}-E_{\mathrm{final}}

第一部分第 2 节比较氢光谱，并讨论归属于氦的谱线。单电子情形的检验尤其清楚，因为库仑问题把尺度与排列规律一起约束住。多条谱线符合理论，支持的是能量结构和跃迁规则，并不独立证明电子真的沿所画的圆形路径运行。

1922 年奖项肯定玻尔对原子结构及其辐射的研究，并不意味着 1913 年模型的每个力学细节都成为最终结论。现代轨道概率密度与历史上的绕核运动图像属于不同描述。已有氢原子 Lab 用于比较状态与光谱，不是对 1913 年测量的复原。

光谱读出原子以辐射释放的能量；电子碰撞测量则追问，原子能从入射粒子那里接收多少动能。两种方法若相互吻合，就把不同的观测量联系起来，使单纯针对光学现象的解释不再充分。下一篇沿着 Franck 与 Hertz 的工作追踪这条证据链。

使用关联 Lab 时，请记录谱线对应哪次跃迁，并把位置与显示的宽度、强度分开。氢原子教学模型不能用来推断历史强度的绝对标定、多电子汞谱或 Lamb 位移检验；这些问题各自需要额外的装置假设和证据。