1. 原子物理学的主题物理思想是什么
原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支。它主要研究:原子的电子结构;原子光谱;原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用。
历史
经过相当长时期的探索,直到20世纪初,人们对原子本身的结构和内部运动规律才有了比较清楚的认识,之后才逐步建立起近代的原子物理学。 1897年前后,科学家们逐渐确定了电子的各种基本特性,并确立了电子是各种原子的共同组成部分。通常,原子是电中性的,而既然一切原子中都有带负电的电子,那么原子中就必然有带正电的物质。20世纪初,对这一问题曾提出过两种不同的假设。 1904年,汤姆逊提出原子中正电荷以均匀的体密度分布在一个大小等于整个原子的球体内,而带负电的电子则一粒粒地分布在球内的不同位置上,分别以某种频率振动着,从而发出电磁辐射。这个模型被形象的比喻为“果仁面包”模型,不过这个模型理论和实验结果相矛盾,很快就被放弃了。 1911年卢瑟福在他所做的粒子散射实验基础上,提出原子的中心是一个重的带正电的核,与整个原子的大小相比,核很小。电子围绕核转动,类似大行星绕太阳转动。这种模型叫做原子的核模型,又称行星模型。从这个模型导出的结论同实验结果符合的很好,很快就被公认了。 绕核作旋转运动的电子有加速度,根据经典的电磁理论,电子应当自动地辐射能量,使原子的能量逐渐减少、辐射的频率逐渐改变,因而发射光谱应是连续光谱。电子因能量的《生死线》中原子物理学家何莫修减少而循螺线逐渐接近原子核,最后落到原子核上,所以原子应是一个不稳定的系统。 但事实上原子是稳定的,原子所发射的光谱是线状的,而不是连续的。这些事实表明:从研究宏观现象中确立的经典电动力学,不适用于原子中的微观过程。这就需要进一步分析原子现象,探索原子内部运动的规律性,并建立适合于微观过程的原子理论。 1913年,丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模型的基础上,结合原子光谱的经验规律,应用普朗克于1900年提出的量子假说,和爱因斯坦于1905年提出的光子假说,提出了原子所具有的能量形成不连续的能级,当能级发生跃迁时,原子就发射出一定频率的光的假说。 玻尔的假设能够说明氢原子光谱等某些原子现象,初次成功地建立了一种氢原子结构理论。建立玻尔理论是原子结构和原子光谱理论的一个重大进展,但对原子问题作进一步的研究时,却显示出这种理论的缺点,因此只能把它视为很粗略的近似理论。 1924年,德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设,以后的观察证明,微观粒子具有波的性质。1926年薛定谔在此基础上建立了波动力学。同时,其他学者,如海森伯、玻恩、狄喇克等人,从另外途径建立了等效的理论,这种理论就是现在所说的量子力学,它能很好地解释原子现象。 20世纪的前30年,原子物理学处于物理学的前沿,发展很快,促进了量子力学的建立,开创了近代物理的新时代。由于量子力学成功地解决了当时遇到的一些原子物理问题,很多物理学家就认为原子运动的基本规律已清楚,剩下来的只是一些细节问题了。 由于认识上的局限性,加上研究原子核和基本粒子的吸引,除一部分波谱学家对原子能级的精细结构与超精细结构进行了深入的研究,取得了一些成就外,很多物理学家都把注意力集中到研究原子核和基本粒子上,在相当长的一段时间里,对原子物理未能进行全面深入的研究,居里夫人使原子物理的发展受到了一定的影响。 20世纪50年代末期,由于空间技术和空间物理学的发展,工程师和科学家们发现,只使用已有的原子物理学知识来解决空间科学和空间技术问题已是很不够了。过去,人们已精确测定了很多谱线的波长,深入研究了原子的能级,对谱线和能级的理论解释也比较准确。 但是,对谱线强度、跃迁几率、碰撞截面等这些空间科学中非常重要的基本知识,则了解得很少,甚至对这些物理量的某些参数只知道其量级。核试验中遇到的很多问题也都与这些知识有关。因此还必须对原子物理进行新的实验和理论探讨。
运用
原子物理学的发展对激光技术的产生和发展,作出过很大的贡献。激光出现以后,用激光技术来研究原了物理学问题,实验精度有了很大提高,因此又发现了很多新现象和新问题。射频和微波波谱学新实验方法的建立,也成为研究原子光谱线的精细结构的有力工具,推动了对原子能级精细结构的研究。因此,在20世纪50年代末以后,原子物理学的研究又重新被重视起来,成为很活跃的领域。
[编辑本段]主要发展方向
原子对撞
近十多年来,对原子碰撞的研究工作进展很快,已成为原子物理学的一个主要发展方向。目前原子碰撞研究的课题非常广泛,涉及光子、电子、离子、中性原子等与原子和分子碰撞的物教材封面理过程。与原子碰撞的研究相应,发展了电子束、离子束、粒子加速器、同步辐射加速器、激光器等激光源、各种能谱仪等测谱设备,以及电子、离子探测器、光电探测器和微弱信号检测方法,还广泛地应用了核物理技术和光谱技术,也发展了新的理论和计算方法。电子计算机的应用,加速了理论计算和实验数据的处理。
原子光谱
原子光谱与激光技术的结合,使光谱分辨率达到了百万分之一赫兹以下,时间分辨率接近万亿分之一秒量级,空间分辨达到光谱波长的数量级,实现了光谱在时间、空间上的高分辨。由于激光的功率密度已达到一千万瓦每平方厘米以上,光波电场场强已经超过原子的内场场强,强激光与原子相互作用产生了饱和吸收和双光子、多光子吸收等现象,发展了非线性光谱学,从而成为原了物理学中另一个十分活跃的研究方向。
特殊条件下的原子
极端物理条件(高温、低温、高压、强场等)下和特殊条件(高激发态、高离化态)下原子的结构和物性的研究,也已成为原子物理研究中的重要领域。
总结
原子是从宏观到微观的第一个层次,是一个重要的中间环节。物质世界这些层次的结构和运动变化,是相互联系、相互影响的,对它们的研究缺一不可,很多其他重要的基础学科和技术科学的发展也都要以原子物理为基础,例如化学、生物学、空间物理、天体物理、物理力学等。激光技术、核聚变和空间技术的研究也要原子物理提供一些重要的数据,因此研究和发展原子物理这门学科有着十分重要的理论和实际意义。
2. 原子物理学是什么
现代原子物理学的基本理论主要是由德布罗意、海森伯、薛定谔、狄里克莱等所创建的量子力学和量子电动力学。它们与经典力学和经典电动力学的主要区别是:物理量所能取的数值是不连续的;它们所反映的规律不是确定性的规律,而是统计规律。
应用量子力学和量子电动力学研究原子结构、原子光谱、原子发射、吸收、散射光的过程,以及电子、光子和电磁场的相互作用和相互转化过程非常成功,理论结果同最精密的实验结果相符合。
微观客体的一个基本性质是波粒二象性。粒子和波是人在宏观世界的实践中形成的概念,它们各自描述了迥然不同的客体。但从宏观世界实践中形成的概念未必恰巧适合于描述微观世界的现象。
现在看来,需要粒子和波动两种概念互相补充,才能全面地反映微观客体在各种不同的条件下所表现的性质。这一基本特点的另一种表现方式是海森伯的测不准原理:不可能同时测准一个粒子的位置和动量,位置测得愈准,动量必然测得愈不准;动量测得愈准,位置必须测得愈不准。
量子力学和量子电动力学产生于原子物理学的研究,但是它们起作用的范围远远超出了原子物理学。量子力学是所有微观、低速现象所遵循的规律,因此不仅应用于原子物理学,也应用于分子物理学、原子核物理学以及宏观物体的微观结构的研究。量子电动力学则是所有微观电磁现象所必须遵循的规律。直到现在,还没有发现量子电动力学的局限性。
3. 原子可以观察到吗人们是怎么发现有原子的原子的意义是什么是真是存在还是假设呢
原子可以通过电子显微镜清晰地看到!所以这并不是假设!
发现原子是从古代人们淳朴的哲学观点出发,比如说老子的“日取其半,万世不竭”,人们有了这个信念之后通过科学地实验证实了原子的存在。原子是我们物质世界存在的基础,是化学变化中最小最基本的微粒。
原子的运动和分子运动论里对分子的解释差不多,主要是振动,各个方向上的振动。
核外电子是汤姆逊研究阴极射线的时候发现的,质子发现得比较早,就是氢原子核,中子是1932年英国皇家物理学院的院长乍得威克发现的,但是他却不是第一个发现,因为早前小居里夫妇已经发现了这个东西,但是他们当时没注意,以为是γ射线没有对这个东西深入研究,错过了发现中子的机会!
万事万物都有它存在的意义,但是具体去追究这个含义却显得太过严谨,这些微粒的发现象征着实验技术的进步,人类探知的更新……在原子核中,质子中子被束缚在核力场和库仑场中,也是振动。自由的质子中子就要看环境了,另外自由中子有放射性,它会衰变成质子。电子则绕核运动,这些具体的运动要去求解薛定谔方程才能知晓了……很复杂,不是三言两语说得清楚的。
其实你既然问了中子质子,就应该知道原子不是假设的了啊。
4. 什么是原子
分子在化学反应中可以分解成原子。有的分子由1个原子组成,如氩、氙;有的分子由多个原子组成,如氧、硫。多数分子是由不同元素的原子组成的,如水、二氧化碳。任何纯净物都有固定的化学组成,也就是说元素的种类及元素的质量比是一定的,因此化学上常用元素符号来表示物质的组成。用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。如O2、H2O、CO2分别表示氧气、水、二氧化碳的组成。化学式中各原子的原子量总和叫做式量,如H2O的式量=1×2+16=18。
“原子”这一术语是希腊文“不可分割的”意思。早在公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特就已经提出原子的概念,认为一切物质都是由不可分割的小微粒——原子构成,但缺乏科学实验的验证。经过十几个世纪的探索,17世纪~18世纪,科学家通过实验,证实了原子的真实存在。19世纪初英国化学家道尔顿在进一步总结前人经验的基础上,提出了具有近代意义的原子学说。这种原子学说的提出开创了化学的新时代,它解释了很多物理、化学现象。
在化学反应中,分子可以分成原子,但原子却不能再分。在化学反应中分子发生了变化,产生了新的分子,而原子依旧是原来的原子。因此,化学上把原子定义为:原子是化学变化中的最小微粒。
原子是肉眼看不见的微粒,假如把1亿个原子排成一行,也只不过才有1厘米长。原子虽小,但有质量。例如,1个氧原子质量约为2.656×10^(-26)千克,1个氢原子质量约为1.674×10^(-27)千克。原子和分子一样,处于不断运动之中,同种原子的性质相同,不同种原子的性质不同。
5. 什么叫物理什么叫原子
什么叫物理:物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。在现代,物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。经过大量严格的实验验证的物理学规律被称为物理学定律。然而如同其他很多自然科学理论一样,这些定律不能被证明,其正确性只能经过反复的实验来检验。
“物理”一词的最先出自希腊文φυσικ,原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学作“自然哲学”。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。汉语、日语中“物理”一词起自于明末清初科学家方以智的网络全书式着作《物理小识》。
在物理学的领域中,研究的是宇宙的基本组成要素:物质、能量、空间、时间及它们的相互作用;借由被分析的基本定律与法则来完整了解这个系统。物理在经典时代是由与它极相像的自然哲学的研究所组成的,直到十九世纪物理才从哲学中分离出来成为一门实证科学。
物理学与其他许多自然科学息息相关,如数学、化学、生物、天文和地质等。特别是数学、化学、生物学。化学与某些物理学领域的关系深远,如量子力学、热力学和电磁学,而数学是物理的基本工具。
什么叫原子:原子(atom)指化学反应的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。原子直径的
大约是10^-10m。
极小,且99.9%集中在
。
外分布着电子
产生
,电子决定了一个元素的
,并且对原子的磁性有着很大的影响。所有
相同的原子组成元素,每一种元素至少有一种不稳定的
,可以进行放射性衰变。原子最早是哲学上具有
意义的抽象概念,随着人类认识的进步,原子逐渐从抽象的概念逐渐成为科学的理论。
6. 原子和分子的含义是什么
分子是由原子组成的。可以是一个,叫做单原子分子,如He,即氦气。也可以是多个。
化学反应是分子之间发生的,永远不会改变原子。不同的化学反应可以理解为一大堆不同的原子所组成的分子先拆开了然后再重新组合,但是原子就是那么些原子,它本身是不讥禒罐溉忒防闺狮酣饯变的。
原子要想改变,只能通过核物理的方法。
可以这么理解:原子决定着元素的性质,但是分子决定着物质的性质,尤其是分子决定着物质的化学性质。
以上的回答只是抓住了重点,并不意味着在绝对条件下都是正确的。
7. 比特和原子在信息学和物理学中的作用是什么
12月5日 17:57 物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学,是除数学外最基本的一门学科。
物理运动是自然界最普遍的一种现象。因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分,物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化,所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。
进行物理学研究,首先是观察各种客观物理现象;或是进行试验,通过变革研究对象以观察因而产生的运动和转化状况中,找出规律;再从许多表象性的规律中,揭示基本规律,建立较为系统的理论。 物理学研究除了要依靠好的科学方法外,还要取决于认知工具。工具越先进,研究效率越高,成果越显着。
物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法,它对其他学科的研究,乃至哲学发展,都有重要意义。
8. 物理中的原子是什么
原子(atom)指化学反应不可再分的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核同核内电子和核外电子构成。因此具有核式结构。原子直径的数量级大约是10^-10m。原子的质量极小,一般为-27次幂,质量主要集中在质子和中子上。原子核外分布着电子,电子跃迁产生光谱,电子决定了一个元素的化学性质,并且对原子的磁性有着很大的影响。所有质子数相同的原子组成元素,每种元素大多有一种不稳定的同位素,可以进行放射性衰变。原子最早是哲学上具有本体论意义的抽象概念,随着人类认识的进步,原子逐渐从抽象的概念逐渐成为科学的理论。原子核以及电子属于微观粒子,构成原子。原子非常小, 其直径大约有千万分之一毫米,是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的,这些电子绕着原子核的中心运动,就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。
9. 物理中什么是原子
原子(atom)指化学反应不可再分的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核同核内电子和核外电子构成。因此具有核式结构。
原子直径的数量级大约是10^-10m。原子的质量极小,一般为-27次幂,质量主要集中在质子和中子上。原子核外分布着电子,电子跃迁产生光谱,电子决定了一个元素的化学性质,并且对原子的磁性有着很大的影响。所有质子数相同的原子组成元素,每种元素大多有一种不稳定的同位素,可以进行放射性衰变。
原子最早是哲学上具有本体论意义的抽象概念,随着人类认识的进步,原子逐渐从抽象的概念逐渐成为科学的理论。原子核以及电子属于微观粒子,构成原子。
参考资料:http://ke..com/subview/21855/12241439.htm?fr=aladdin
10. 元素和原子的含义、区别、应用范围及实例
1、概念
元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
原子是化学变化中的最小微粒。
2、区别
元素着眼于种类不表示个数,没有数量多少的含义;原子既表示种类又讲个数,有数量的含义。
3、使用领域
元素是用来描述物质的宏观组成(习惯上说组成),如:水里含有氢元素和氧元素,水是由氢元素和氧元素组成的.但不能说“水是由二个氢元素和一个氧元素所组成的”。
原子是用来描述物质的微观构成(习惯上说构成),如:一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的.但不能说“一个水分子是由氢元素和氧元素所组成。”
4、联系
元素是同一类原子的总称;原子是构成元素的基本单元。
(10)原子在物理上的意义是什么扩展阅读:
古希腊自然哲学提出了着名四元素说。这不是希腊哲学家创造的,四元素说在古希腊的传统民间信仰中即存在,但不具有(相对上来说)坚实的理论体系支持。古希腊的哲学家是“借用”了这些元素的概念来当作本质。
米利都派哲学家泰勒斯主张的万物的本质是水,而且也唯有水才是本质,土和气这两种元素则是水的凝聚或稀薄。
阿那克西曼德则将本质改为一种原始物质(称为“无限”或称“无定者”),同时又加上第四元素火。四大元素由这种原始物质形成之后,就以土、水、气、火的次序分为四层。
火使水蒸发,产生陆地,水气上升把火围在云雾的圆管里。人们眼中看见象是天体的东西,就是这些管子的洞眼,使我们能从洞眼中望见里面的火。形成了四元素的最早雏形。
原子论是元素派学说中最简明、最具科学性的一种理论形态。英国自然科学史家丹皮尔认为,原子论在科学上
“要比它以前或以后的任何学说都更接近于现代观点”。原子论的创始人是古希腊人留基伯(公元前500~约公元前440年),他是德谟克利特的老师。
古代学者在论及原子论时,通常是把他们俩人的学说混在一起的。留基伯的学说由他的学生德谟克利特发展和完善,因此德谟克利特被公认为原子论的主要代表。