SCIENCE 3D | 원자의 에너지 계단 (에너지 준위와 선 스펙트럼)

무슨 일이 일어났나

원자 속 전자는 아무 에너지나 가질 수 없고 정해진 계단(에너지 준위)에만 머물며, 위 계단에서 아래 계단으로 내려올 때 그 차이만큼의 빛 알갱이 하나를 냅니다.

APS 에 따르면 보어는 1913 년 3 월 6 일 러더퍼드에게 새 원자 모형을 보냈는데, 전자 궤도마다 정해진 에너지가 있고 전자는 궤도를 옮길 때만 에너지를 얻거나 잃는다는 생각이었습니다.

그래서 기체를 빛나게 하면 무지개처럼 이어진 빛이 아니라 띄엄띄엄한 몇 줄의 빛(선 스펙트럼)만 나옵니다.

시뮬레이터의 수소 계단은 −13.6 eV ÷ n² 이고, 3 → 2 는 656 nm 빨간 줄, 4 → 2 는 486 nm 청록 줄로, NIST 가 잰 Hα 656.29 nm · Hβ 486.14 nm(공기 속)와 맞습니다.

2 층으로 내려오는 줄(발머 계열)은 눈에 보이지만, 1 층으로 내려오는 줄(라이먼 계열)은 2 → 1 이 122 nm 인 자외선이라 보이지 않습니다.

원자 속 전자는 행성처럼 아무 궤도에서나 아무 에너지로 돌 수 있다.
APS 에 따르면 보어 모형에서 전자 궤도마다 정해진 에너지가 있고, 전자는 한 궤도에서 다른 궤도로 옮길 때만 에너지를 얻거나 잃습니다. 출처

닐스 보어는 1913 년 3 월 6 일 새 원자 모형을 적은 논문을 러더퍼드에게 보냈습니다(APS). 이 모형에서 전자는 정해진 궤도에서만 돌고 바깥 궤도에서 안쪽 궤도로 뛸 때 빛을 내는데(MagLab), 이 일로 보어는 1922 년 노벨 물리학상을 받았습니다.

https://www.aps.org/apsnews/2012/03/bohr-model-atom-rutherford(확인 2026-11-12)
https://promo.aps.org/quantum-foundation-collection(확인 2026-11-12)
https://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/bohr.html(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/hydrogentable2.htm(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ryd(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?rydhcev(확인 2026-11-12)