定态概念的产生

既然采用了有核图景，玻尔所面临的，同样是他的前人所面临的稳定性问题，与之相联系的还有电子在核外的运行形式问题。

长冈曾经设想，电子如同行星绕日一样，绕着核运行，卢瑟福也作了类似的努力，把电子描述为盘状的或球状的运行形式，但均在这种运动的稳定性问题上失败。换言之，从长冈到卢瑟福，没有一个人能够构造出一种电子运行的图景，使得电子在其中以稳定的状态存在。而且，要想作出原子结构的理论，似乎也非构造这么一个图景不可。

然而玻尔从一个完全相反的方向考虑问题，并因此获得成功。他注意到，原子系统所具有的高度稳定性，尤其是被扰动以后必然能回复到原来的状态的特性，是任何行星系所不具备的。一般地说，行星系的力学状态，不仅为其物理特征，诸如质量、角动量所决定，而且有赖于其成形之时的初始条件；而原子系统在被激发以后，几乎必然地回复到未被激发时的状态，这种特有的稳定性似乎提示，原子外圈的电子运行的形式（玻尔称之为“轨道”），应完全取决于原子系统自身的物理参数，诸如电子和核的电量或质量。玻尔认为，以往所进行的所有“太阳系类比”，所有把电子视为行星并进一步求解的努力，失之未能把原子的这种本质的稳定性考虑进去。因此这种未触及本质的比附，不可能真正解决原子结构问题。在玻尔看来，问题正好倒了个方向：不应当由原子结构的构造出发去解释稳定性，而应当从原子特有的稳定性出发去寻求与之相适应的结构。

玻尔于是着手构造这种由原子系统自身的参数所决定的轨道，这一点是玻尔以前的诸位研究者都未能想到的。从最简单的情形开始，玻尔研究设想了由一荷正电的核与一以圆形轨道绕核运行的电子构成的原子模型。这样的轨道只有一个需要确定的参数，就是半径。从量纲分析，玻尔发现，电子的电量e，质量m，只有汇同了普朗克作用量子h以后，才能产生出长度量纲来。于是，半径为h2/me2的圆轨道，就是一种最可取的状态。

特征长度h2/me2中的h，标志着普朗克量子化思想进入了原子模型的研究。诚然，玻尔绝非是引进量子概念的第一个人。但是，他确实是第一个把量子化作为原子模型自身的要求，进而研究这种模型的人。(https://www.daowen.com)

根据尼科尔孙（J.W.Nicholson）、哈斯（A.E.Haas）关于量子化的考虑，同样根据索末菲关于“不应当以原子的大小来解释h，而应当把分子的存在视作它的结果”的论断，玻尔有理由相信，核外电子所处的是一种定常的状态，用玻尔自己的话来说，这是“一种力学上可能的、又满足某种特定的量子条件的不连续的定常的状态”。

这种从稳定性得出的定常的状态，常称定态，是玻尔关于原子结构的一个重要的基本概念。电子处于定态时不辐射、不损失能量，这一点与麦克斯韦的经典电动力学是完全不相容的。对于大部分物理学家来说，放弃经典电动力学的概念，就等于要求他们放弃若干世纪以来物理学的所有成果，要求他们放弃光学、电磁学、热力学乃至力学的坚固宏伟的大厦。如果这一建筑一旦轰然崩溃，那么整个物理学简直就无家可归了。

而玻尔注意到的是另外一些实验事实。当他还在剑桥时，就已经熟悉了惠丁顿（R.Whiddington）关于X射线的某些工作。在这些工作中，惠丁顿证明，为激发X射线谱线所引进的阴极射线，有一个极小的速度阈值，即只有一定能量的阴极射线才能激发出次级射线。这个实验事实上是两年以后著名的弗兰克-赫兹实验在X射线领域中的表现，而当时大部分研究者未能认识到它对于原子模型的重要意义。