Redigerer Finstrukturkonstant (avsnitt)

==Definisjon==
Sommerfeld definerte finstrukturkonstanten som forholdet mellom hastigheten til et [[elektron]] i laveste bane av et H-atom i [[Bohrs atommodell]] og [[lyshastigheten]].<ref name = ER>R. Eisberg and R. Resnick, ''Quantum Physics'', John Wiley & Sons, New York (1974). ISBN 0-471-23464-8.</ref> Det betyr at

: <math>\alpha = {e^2\over 4\pi\varepsilon_0 \hbar c} </math>

i  det vanlige [[SI]]-målesystemet hvor ''ħ'' = ''h''/2''&pi;&thinsp;'' er den reduserte [[Plancks konstant|Planck-konstanten]] og ''c'' er [[lyshastigheten]]. Mer generelt kan den skrives som {{nowrap|''&alpha;'' {{=}} ''k<sub>e</sub>''&sdot;''e''<sup>2</sup>/''ħc''&thinsp;}} hvor ''k<sub>e</sub>''&thinsp; er [[Coulombs konstant|Coulomb-konstanten]]. Den blir da spesielt enkel i det [[CGS-systemet|Gaussiske målsystemet]] hvor denne er satt lik med 1.

Definisjonen til Sommerfeld var basert på at den observerte finstrukturen skyldes [[spesiell relativitetsteori|relativistiske]] effekter forårsaket av den store hastigheten til elektronet i sin bane rundt atomkjernen. På den tiden var dette beskrevet ved Bohrs atommodell hvor elektronene beveget seg i kvantiserte, men sirkulære baner beskrevet ved klassisk mekanikk. [[Newtons andre lov]] sier da at [[sentripetalakselerasjon]]en ''mv''<sup>2</sup>/''r''&thinsp; til et elektron må være lik med [[Coulombs lov|Coulomb-kraften]] ''e''<sup>2</sup>/4''&pi;&epsilon;''<sub>0</sub>''r''<sup>2</sup>&thinsp; i H-atomet. Kvantisering av bevegelsen betyr at [[dreieimpuls]]en {{nowrap|''L {{=}} mvr''}}&thinsp; kan bare ta de diskrete verdiene ''nħ&thinsp;'' hvor kvantetallet {{nowrap|''n'' {{=}} 1,2,3,...}} bestemmer størrelsen til banen. Den innerste banen har {{nowrap|''n'' {{=}} 1}} som betyr at elektronet i denne banen har hastigheten {{nowrap|''v'' {{=}} ''e''<sup>2</sup>/4''&pi;&epsilon;''<sub>0</sub>''ħ''.}} Relativt til lyshastigheten er da denne finstrukturkonstanten {{nowrap|''&alpha;'' {{=}} ''v/c''}}.

Bohrs atommodell ble etter noen år erstattet med [[kvantemekanikk]]en som gir et ganske annet bilde av atomene. Man kan ikke lenger snakke om veldefinerte, klassiske baner med gitte radier og hastigheter. I tillegg har elektronet i laveste energinivå til H-atomet den kvantiserte dreieimpulsen ''L'' = 0. Men samtidig ble det nå mulig å beregne nøyaktig finstrukturen i atomspektrene med det resultat at Sommerfelds konstant opptrådde omtrent på samme måte som i den semi-klassiske Bohr-modellen. Derfor har hans definsjon av denne naturkonstanten blitt stående.