化學原理啟迪303
Ravel Bolero Muti／Wiener Philharmoniker
1. 波爾假設，圍繞原子核的電子只存在於固定、不輻射能量的軌域。
2. 在沒有外力介入的情況下，原子是一個封閉穩定的系統，原子的電子因為沒有外力介入影響其運動，所以電子不需要透過釋放能量來調整，就可以持續不斷地圍繞原子核公轉下去。所以原子系統中，電子圍繞原子核的運動，是一種慣性運動。
3. 依照Steven S. Zumdahl認知的古典力學，電子圍繞原子核的運動會改變速率與方向，應當歸類為加速度運動，不是慣性運動。這是正確的嗎？
4. 判斷一個物體是不是進行慣性運動的標準，不能只建立在速率固定或方向固定上。在一個封閉的系統中，每一個物體（粒子）與其他物體（粒子）達到平衡狀態後，維持規律而持續的運動，這就是「慣性運動」。
5. 牛頓對慣性的定義：絕對空間，為不依賴於外界任何事物而獨自存在的參考系（獨立的系統）；在絕對時空中，不受力的物體具有保持原來運動狀態的性質，這性質稱為慣性。
6. 這個世界存在許多獨立的系統，例如，穩定、沒有輻射能量的原子，是一個獨立的系統，裡面的原子核、電子……等粒子的運動不受外界活動的干擾；分子也是一個獨立系統，在沒有起化學反應之前，每一顆分子的組成原子都按照自己的慣性運動。
7. 獨立系統內的封閉的時空環境，牛頓稱為「絕對時空」；獨立系統形成之初，各物質彼此激烈碰撞，經歷一段時間調整到平衡狀態後，進入穩定時期，只要沒有外力干擾，獨立系統內的各個組成物質將持續地維持原來的運動狀態，也就是維持「慣性」。
8. 牛頓認為，慣性是物體的內秉性質。每一個物體都有自己的質量、極性、組成結構、動能……等特徵，稱為「內秉性質」；「內秉性質」就是是「與生具有的天性」，物體的「內秉天性」使物體產生一種固定的運動模式，稱為「慣性」。
9. 舉例來說，單擺，依照連接擺垂的「線繩長度」，產生固定的「擺動週期」，這就是一種慣性運動。
10. 處於慣性狀態中單擺，有沒有加速或減速？有，擺垂從至高點到最低點的來回過程中，確實有加速、減速，但是這並不影響單擺的「擺動週期」，單擺一直處於規律的運動「慣性」中。
11. 波爾修正過的「模型」，確實能解釋氫原子光譜，也符合實驗結果；他並假設電子移動速率的改變有特定的增加幅度，電子只有在特定的能階軌道，才會產生角動量子數angular momentum。
12. 角動量子數，就是原子核拉電子圍繞自己公轉的力量的單位能量。
13. 「電子移動速率的改變有特定的增加幅度，電子只有在特定的能階軌道，才會產生角動量子數」：在獨立的原子系統內，圍繞原子核的電子進行一種慣性運動，縱使電子的能量增加，電子也是在原本的慣性規律下加以變化成新的慣性運動，不會隨意破壞慣性規則。
14. 當電子圍繞原子核的運動是規律的慣性運動，有固定的公轉週期，電子圍繞原子核的能量，才能均勻切割成完整的最小的基本能量單位，稱為「角動量子數」。
15. 相反地，如果電子圍繞原子核的運動是隨機變化、無秩序的，這種失序、混亂的能量沒有辦法均勻切割成最小的基本能量單位，就沒有所謂的「量子數」。
16. 同一個單擺，不論任何時候測量，得到的「每分鐘的單擺擺動次數」是固定的、有週期性，是因為這個單擺「每一次擺動」的時間是固定的、有週期性。
17. 同樣的道理，電子圍繞原子核的運動有固定的公轉週期，代表電子軌域上是一顆一顆的「角動能量粒子」，或者說是一個一個的「角動能量波」。
18. 當科學家對玻璃管內的氫氣通電實驗的時候，氫原子吸收了外界的能量（電能），獨立系統內的組成粒子（電子、核子）慣性都被破壞。
19. 一方面，氫原子的原子核吸收太多負電，導致它的正電引力下降，對原本圍繞原子核的電子的控制力下降；另一方面，原本的電子軌道灌入太多負電粒子，電子雲密度變高，各負電粒子彼此互斥，拉開彼此的空間；這二個因素都使電子的公轉圓周擴大，更加遠離原子核，進入「高能階」狀態。
20. 玻璃管內的氫氣處於通電狀態時，氫原子系統被二股力量的拉扯，一股是外界灌入的能量（通電的電能），一股是系統原本的慣性。
21. 因此，氫原子的電子，受外界能量刺激進入「高能階」軌域，並不會長久保持在高能階狀態，而是很快地又被原本的慣性力量拉回到「最低能階」軌域。
22. 電子彈回去的「最低能階軌域」，就是原子系統尚未有外力介入前的電子的活動軌域，稱為基態ground state，意思是電子的基本運動狀態。
23. 但是，電子從「高能階軌域」回到「最低能階軌域」會發生一個問題，「低能階軌域」的軌道長度小於「高能階軌域」，高密度的電子雲面臨空間壓縮，導致電子雲內部的粒子彼此激烈的摩擦、碰撞，許多電能因此轉換成光能、熱能流失出去，從外界來看就是通電的氫氣體釋放出光與熱。
24. 到底氫原子的電子從各種「高能階軌域」回到「最低能階軌域」的過程，會釋放多少能量？這是下一節要討論的問題。
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