1. 原子物理學的主題物理思想是什麼
原子物理學是研究原子的結構、運動規律及相互作用的物理學分支。它主要研究:原子的電子結構;原子光譜;原子之間或與其他物質的碰撞過程和相互作用。
歷史
經過相當長時期的探索,直到20世紀初,人們對原子本身的結構和內部運動規律才有了比較清楚的認識,之後才逐步建立起近代的原子物理學。 1897年前後,科學家們逐漸確定了電子的各種基本特性,並確立了電子是各種原子的共同組成部分。通常,原子是電中性的,而既然一切原子中都有帶負電的電子,那麼原子中就必然有帶正電的物質。20世紀初,對這一問題曾提出過兩種不同的假設。 1904年,湯姆遜提出原子中正電荷以均勻的體密度分布在一個大小等於整個原子的球體內,而帶負電的電子則一粒粒地分布在球內的不同位置上,分別以某種頻率振動著,從而發出電磁輻射。這個模型被形象的比喻為「果仁麵包」模型,不過這個模型理論和實驗結果相矛盾,很快就被放棄了。 1911年盧瑟福在他所做的粒子散射實驗基礎上,提出原子的中心是一個重的帶正電的核,與整個原子的大小相比,核很小。電子圍繞核轉動,類似大行星繞太陽轉動。這種模型叫做原子的核模型,又稱行星模型。從這個模型導出的結論同實驗結果符合的很好,很快就被公認了。 繞核作旋轉運動的電子有加速度,根據經典的電磁理論,電子應當自動地輻射能量,使原子的能量逐漸減少、輻射的頻率逐漸改變,因而發射光譜應是連續光譜。電子因能量的《生死線》中原子物理學家何莫修減少而循螺線逐漸接近原子核,最後落到原子核上,所以原子應是一個不穩定的系統。 但事實上原子是穩定的,原子所發射的光譜是線狀的,而不是連續的。這些事實表明:從研究宏觀現象中確立的經典電動力學,不適用於原子中的微觀過程。這就需要進一步分析原子現象,探索原子內部運動的規律性,並建立適合於微觀過程的原子理論。 1913年,丹麥物理學家玻爾在盧瑟福所提出的核模型的基礎上,結合原子光譜的經驗規律,應用普朗克於1900年提出的量子假說,和愛因斯坦於1905年提出的光子假說,提出了原子所具有的能量形成不連續的能級,當能級發生躍遷時,原子就發射出一定頻率的光的假說。 玻爾的假設能夠說明氫原子光譜等某些原子現象,初次成功地建立了一種氫原子結構理論。建立玻爾理論是原子結構和原子光譜理論的一個重大進展,但對原子問題作進一步的研究時,卻顯示出這種理論的缺點,因此只能把它視為很粗略的近似理論。 1924年,德布羅意提出微觀粒子具有波粒二象性的假設,以後的觀察證明,微觀粒子具有波的性質。1926年薛定諤在此基礎上建立了波動力學。同時,其他學者,如海森伯、玻恩、狄喇克等人,從另外途徑建立了等效的理論,這種理論就是現在所說的量子力學,它能很好地解釋原子現象。 20世紀的前30年,原子物理學處於物理學的前沿,發展很快,促進了量子力學的建立,開創了近代物理的新時代。由於量子力學成功地解決了當時遇到的一些原子物理問題,很多物理學家就認為原子運動的基本規律已清楚,剩下來的只是一些細節問題了。 由於認識上的局限性,加上研究原子核和基本粒子的吸引,除一部分波譜學家對原子能級的精細結構與超精細結構進行了深入的研究,取得了一些成就外,很多物理學家都把注意力集中到研究原子核和基本粒子上,在相當長的一段時間里,對原子物理未能進行全面深入的研究,居里夫人使原子物理的發展受到了一定的影響。 20世紀50年代末期,由於空間技術和空間物理學的發展,工程師和科學家們發現,只使用已有的原子物理學知識來解決空間科學和空間技術問題已是很不夠了。過去,人們已精確測定了很多譜線的波長,深入研究了原子的能級,對譜線和能級的理論解釋也比較准確。 但是,對譜線強度、躍遷幾率、碰撞截面等這些空間科學中非常重要的基本知識,則了解得很少,甚至對這些物理量的某些參數只知道其量級。核試驗中遇到的很多問題也都與這些知識有關。因此還必須對原子物理進行新的實驗和理論探討。
運用
原子物理學的發展對激光技術的產生和發展,作出過很大的貢獻。激光出現以後,用激光技術來研究原了物理學問題,實驗精度有了很大提高,因此又發現了很多新現象和新問題。射頻和微波波譜學新實驗方法的建立,也成為研究原子光譜線的精細結構的有力工具,推動了對原子能級精細結構的研究。因此,在20世紀50年代末以後,原子物理學的研究又重新被重視起來,成為很活躍的領域。
[編輯本段]主要發展方向
原子對撞
近十多年來,對原子碰撞的研究工作進展很快,已成為原子物理學的一個主要發展方向。目前原子碰撞研究的課題非常廣泛,涉及光子、電子、離子、中性原子等與原子和分子碰撞的物教材封面理過程。與原子碰撞的研究相應,發展了電子束、離子束、粒子加速器、同步輻射加速器、激光器等激光源、各種能譜儀等測譜設備,以及電子、離子探測器、光電探測器和微弱信號檢測方法,還廣泛地應用了核物理技術和光譜技術,也發展了新的理論和計算方法。電子計算機的應用,加速了理論計算和實驗數據的處理。
原子光譜
原子光譜與激光技術的結合,使光譜解析度達到了百萬分之一赫茲以下,時間解析度接近萬億分之一秒量級,空間分辨達到光譜波長的數量級,實現了光譜在時間、空間上的高分辨。由於激光的功率密度已達到一千萬瓦每平方厘米以上,光波電場場強已經超過原子的內場場強,強激光與原子相互作用產生了飽和吸收和雙光子、多光子吸收等現象,發展了非線性光譜學,從而成為原了物理學中另一個十分活躍的研究方向。
特殊條件下的原子
極端物理條件(高溫、低溫、高壓、強場等)下和特殊條件(高激發態、高離化態)下原子的結構和物性的研究,也已成為原子物理研究中的重要領域。
總結
原子是從宏觀到微觀的第一個層次,是一個重要的中間環節。物質世界這些層次的結構和運動變化,是相互聯系、相互影響的,對它們的研究缺一不可,很多其他重要的基礎學科和技術科學的發展也都要以原子物理為基礎,例如化學、生物學、空間物理、天體物理、物理力學等。激光技術、核聚變和空間技術的研究也要原子物理提供一些重要的數據,因此研究和發展原子物理這門學科有著十分重要的理論和實際意義。
2. 原子物理學是什麼
現代原子物理學的基本理論主要是由德布羅意、海森伯、薛定諤、狄里克萊等所創建的量子力學和量子電動力學。它們與經典力學和經典電動力學的主要區別是:物理量所能取的數值是不連續的;它們所反映的規律不是確定性的規律,而是統計規律。
應用量子力學和量子電動力學研究原子結構、原子光譜、原子發射、吸收、散射光的過程,以及電子、光子和電磁場的相互作用和相互轉化過程非常成功,理論結果同最精密的實驗結果相符合。
微觀客體的一個基本性質是波粒二象性。粒子和波是人在宏觀世界的實踐中形成的概念,它們各自描述了迥然不同的客體。但從宏觀世界實踐中形成的概念未必恰巧適合於描述微觀世界的現象。
現在看來,需要粒子和波動兩種概念互相補充,才能全面地反映微觀客體在各種不同的條件下所表現的性質。這一基本特點的另一種表現方式是海森伯的測不準原理:不可能同時測准一個粒子的位置和動量,位置測得愈准,動量必然測得愈不準;動量測得愈准,位置必須測得愈不準。
量子力學和量子電動力學產生於原子物理學的研究,但是它們起作用的范圍遠遠超出了原子物理學。量子力學是所有微觀、低速現象所遵循的規律,因此不僅應用於原子物理學,也應用於分子物理學、原子核物理學以及宏觀物體的微觀結構的研究。量子電動力學則是所有微觀電磁現象所必須遵循的規律。直到現在,還沒有發現量子電動力學的局限性。
3. 原子可以觀察到嗎人們是怎麼發現有原子的原子的意義是什麼是真是存在還是假設呢
原子可以通過電子顯微鏡清晰地看到!所以這並不是假設!
發現原子是從古代人們淳樸的哲學觀點出發,比如說老子的「日取其半,萬世不竭」,人們有了這個信念之後通過科學地實驗證實了原子的存在。原子是我們物質世界存在的基礎,是化學變化中最小最基本的微粒。
原子的運動和分子運動論里對分子的解釋差不多,主要是振動,各個方向上的振動。
核外電子是湯姆遜研究陰極射線的時候發現的,質子發現得比較早,就是氫原子核,中子是1932年英國皇家物理學院的院長查德威克發現的,但是他卻不是第一個發現,因為早前小居里夫婦已經發現了這個東西,但是他們當時沒注意,以為是γ射線沒有對這個東西深入研究,錯過了發現中子的機會!
萬事萬物都有它存在的意義,但是具體去追究這個含義卻顯得太過嚴謹,這些微粒的發現象徵著實驗技術的進步,人類探知的更新……在原子核中,質子中子被束縛在核力場和庫侖場中,也是振動。自由的質子中子就要看環境了,另外自由中子有放射性,它會衰變成質子。電子則繞核運動,這些具體的運動要去求解薛定諤方程才能知曉了……很復雜,不是三言兩語說得清楚的。
其實你既然問了中子質子,就應該知道原子不是假設的了啊。
4. 什麼是原子
分子在化學反應中可以分解成原子。有的分子由1個原子組成,如氬、氙;有的分子由多個原子組成,如氧、硫。多數分子是由不同元素的原子組成的,如水、二氧化碳。任何純凈物都有固定的化學組成,也就是說元素的種類及元素的質量比是一定的,因此化學上常用元素符號來表示物質的組成。用元素符號來表示物質組成的式子叫做化學式。如O2、H2O、CO2分別表示氧氣、水、二氧化碳的組成。化學式中各原子的原子量總和叫做式量,如H2O的式量=1×2+16=18。
「原子」這一術語是希臘文「不可分割的」意思。早在公元前5世紀,希臘哲學家德謨克利特就已經提出原子的概念,認為一切物質都是由不可分割的小微粒——原子構成,但缺乏科學實驗的驗證。經過十幾個世紀的探索,17世紀~18世紀,科學家通過實驗,證實了原子的真實存在。19世紀初英國化學家道爾頓在進一步總結前人經驗的基礎上,提出了具有近代意義的原子學說。這種原子學說的提出開創了化學的新時代,它解釋了很多物理、化學現象。
在化學反應中,分子可以分成原子,但原子卻不能再分。在化學反應中分子發生了變化,產生了新的分子,而原子依舊是原來的原子。因此,化學上把原子定義為:原子是化學變化中的最小微粒。
原子是肉眼看不見的微粒,假如把1億個原子排成一行,也只不過才有1厘米長。原子雖小,但有質量。例如,1個氧原子質量約為2.656×10^(-26)千克,1個氫原子質量約為1.674×10^(-27)千克。原子和分子一樣,處於不斷運動之中,同種原子的性質相同,不同種原子的性質不同。
5. 什麼叫物理什麼叫原子
什麼叫物理:物理學是研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法的自然科學。在現代,物理學已經成為自然科學中最基礎的學科之一。經過大量嚴格的實驗驗證的物理學規律被稱為物理學定律。然而如同其他很多自然科學理論一樣,這些定律不能被證明,其正確性只能經過反覆的實驗來檢驗。
「物理」一詞的最先出自希臘文φυσικ,原意是指自然。古時歐洲人稱呼物理學作「自然哲學」。從最廣泛的意義上來說即是研究大自然現象及規律的學問。漢語、日語中「物理」一詞起自於明末清初科學家方以智的網路全書式著作《物理小識》。
在物理學的領域中,研究的是宇宙的基本組成要素:物質、能量、空間、時間及它們的相互作用;藉由被分析的基本定律與法則來完整了解這個系統。物理在經典時代是由與它極相像的自然哲學的研究所組成的,直到十九世紀物理才從哲學中分離出來成為一門實證科學。
物理學與其他許多自然科學息息相關,如數學、化學、生物、天文和地質等。特別是數學、化學、生物學。化學與某些物理學領域的關系深遠,如量子力學、熱力學和電磁學,而數學是物理的基本工具。
什麼叫原子:原子(atom)指化學反應的基本微粒,原子在化學反應中不可分割。原子直徑的
大約是10^-10m。
極小,且99.9%集中在
。
外分布著電子
產生
,電子決定了一個元素的
,並且對原子的磁性有著很大的影響。所有
相同的原子組成元素,每一種元素至少有一種不穩定的
,可以進行放射性衰變。原子最早是哲學上具有
意義的抽象概念,隨著人類認識的進步,原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學的理論。
6. 原子和分子的含義是什麼
分子是由原子組成的。可以是一個,叫做單原子分子,如He,即氦氣。也可以是多個。
化學反應是分子之間發生的,永遠不會改變原子。不同的化學反應可以理解為一大堆不同的原子所組成的分子先拆開瞭然後再重新組合,但是原子就是那麼些原子,它本身是不譏禒罐溉忒防閨獅酣餞變的。
原子要想改變,只能通過核物理的方法。
可以這么理解:原子決定著元素的性質,但是分子決定著物質的性質,尤其是分子決定著物質的化學性質。
以上的回答只是抓住了重點,並不意味著在絕對條件下都是正確的。
7. 比特和原子在信息學和物理學中的作用是什麼
12月5日 17:57 物理學是研究物質運動和相互作用的規律的科學,是除數學外最基本的一門學科。
物理運動是自然界最普遍的一種現象。因此物理學研究的對象和內容就是宇宙間各種物質的性質、存在狀態、各種物理運動形式及其轉化現象、物質的內部結構及這些內部結構的組成部分,物理領域的各種基本相互作用及其規律。由於一切物理現象都在時間、空間中表現出來和發生運動和轉化,所以物理學也要研究時間和空間的性質、聯系等。
進行物理學研究,首先是觀察各種客觀物理現象;或是進行試驗,通過變革研究對象以觀察因而產生的運動和轉化狀況中,找出規律;再從許多表象性的規律中,揭示基本規律,建立較為系統的理論。 物理學研究除了要依靠好的科學方法外,還要取決於認知工具。工具越先進,研究效率越高,成果越顯著。
物理學在發展過程中形成了一套完整的科學方法,它對其他學科的研究,乃至哲學發展,都有重要意義。
8. 物理中的原子是什麼
原子(atom)指化學反應不可再分的基本微粒,原子在化學反應中不可分割。但在物理狀態中可以分割。原子由原子核同核內電子和核外電子構成。因此具有核式結構。原子直徑的數量級大約是10^-10m。原子的質量極小,一般為-27次冪,質量主要集中在質子和中子上。原子核外分布著電子,電子躍遷產生光譜,電子決定了一個元素的化學性質,並且對原子的磁性有著很大的影響。所有質子數相同的原子組成元素,每種元素大多有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。原子最早是哲學上具有本體論意義的抽象概念,隨著人類認識的進步,原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學的理論。原子核以及電子屬於微觀粒子,構成原子。原子非常小, 其直徑大約有千萬分之一毫米,是由位於原子中心的原子核和一些微小的電子組成的,這些電子繞著原子核的中心運動,就像太陽系的行星繞著太陽運行一樣。並且原子與宇宙任何黑色粒子相同。
9. 物理中什麼是原子
原子(atom)指化學反應不可再分的基本微粒,原子在化學反應中不可分割。但在物理狀態中可以分割。原子由原子核同核內電子和核外電子構成。因此具有核式結構。
原子直徑的數量級大約是10^-10m。原子的質量極小,一般為-27次冪,質量主要集中在質子和中子上。原子核外分布著電子,電子躍遷產生光譜,電子決定了一個元素的化學性質,並且對原子的磁性有著很大的影響。所有質子數相同的原子組成元素,每種元素大多有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。
原子最早是哲學上具有本體論意義的抽象概念,隨著人類認識的進步,原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學的理論。原子核以及電子屬於微觀粒子,構成原子。
參考資料:http://ke..com/subview/21855/12241439.htm?fr=aladdin
10. 元素和原子的含義、區別、應用范圍及實例
1、概念
元素是具有相同核電荷數的同一類原子的總稱。
原子是化學變化中的最小微粒。
2、區別
元素著眼於種類不表示個數,沒有數量多少的含義;原子既表示種類又講個數,有數量的含義。
3、使用領域
元素是用來描述物質的宏觀組成(習慣上說組成),如:水裡含有氫元素和氧元素,水是由氫元素和氧元素組成的.但不能說「水是由二個氫元素和一個氧元素所組成的」。
原子是用來描述物質的微觀構成(習慣上說構成),如:一個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的.但不能說「一個水分子是由氫元素和氧元素所組成。」
4、聯系
元素是同一類原子的總稱;原子是構成元素的基本單元。
(10)原子在物理上的意義是什麼擴展閱讀:
古希臘自然哲學提出了著名四元素說。這不是希臘哲學家創造的,四元素說在古希臘的傳統民間信仰中即存在,但不具有(相對上來說)堅實的理論體系支持。古希臘的哲學家是「借用」了這些元素的概念來當作本質。
米利都派哲學家泰勒斯主張的萬物的本質是水,而且也唯有水才是本質,土和氣這兩種元素則是水的凝聚或稀薄。
阿那克西曼德則將本質改為一種原始物質(稱為「無限」或稱「無定者」),同時又加上第四元素火。四大元素由這種原始物質形成之後,就以土、水、氣、火的次序分為四層。
火使水蒸發,產生陸地,水氣上升把火圍在雲霧的圓管里。人們眼中看見象是天體的東西,就是這些管子的洞眼,使我們能從洞眼中望見裡面的火。形成了四元素的最早雛形。
原子論是元素派學說中最簡明、最具科學性的一種理論形態。英國自然科學史家丹皮爾認為,原子論在科學上
「要比它以前或以後的任何學說都更接近於現代觀點」。原子論的創始人是古希臘人留基伯(公元前500~約公元前440年),他是德謨克利特的老師。
古代學者在論及原子論時,通常是把他們倆人的學說混在一起的。留基伯的學說由他的學生德謨克利特發展和完善,因此德謨克利特被公認為原子論的主要代表。