能階
能階
國立臺灣大學物理研究所李培瑋
能階：指原子內電子所能存在的量子態；即電子只能在特定能量的軌道上運動，這些具有特定能量的軌道，稱為能階。
能階的概念，最早於1913年波耳(N. Bohr) 藉由探討氫原子光譜所提出的假設，其理論補足並修正了拉塞福(E. Rutherford)原子模型的缺失。
拉塞福原子模型
拉塞福(Rutherford)透過α-粒子(氦的原子核，He2+)撞擊薄金箔紙的實驗發現：大部份α-粒子會直接穿過，但仍有極少部分會以大角度反彈。因此推論原子的結構應該是：大部份質量、正電荷集中於中心的極小區域(原子核)，而原子核周圍則環繞著帶負電的電子。當然，科學家(包括拉塞福在內)都理解到此模型有著嚴重的問題。根據電磁學理論，帶電粒子做加速度運動的過程中會輻射出電磁波並因此失去能量。若電子繞著原子核做圓周運動，必會輻射出電磁波，導致電子能量漸減，繞核運動的半徑會愈來愈小，最終電子必墜毀於原子核(如圖一所示)。以氫原子為例，電子存在於氫原子的時間約為2×10-11秒，但這與原子的穩定存在不吻合。此外，拉塞福原子模型亦無法解釋原子光譜的不連續性。