原子物理学原子物理

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1、原子物理学参考教材褚圣麟《原子物理学》，高等教育出版社1979年版；杨福家《原子物理学》，高等教育出版社第三版；徐克尊《近代物理学》，高等教育出版社；周世勋《量子力学教程》，高等教育出版社1979年版；曾谨言《量子力学》，科学出版社第三版第一卷；任课教师：韩伟办公室：306AtomicPhysics原子物理学物理学经典物理近代物理力、热、光、电磁原子物理量子力学相对论固体物理粒子物理原子核物理分子物理...揭示了微观世界的奥秘阐述了高速世界的规律物质结构的微观理论经典近代宏观微观原子物理学研究对象：微观客体物体发光（宏观现象）原子跃迁（微观

2、本质）研究方法：注重实验实验结果新的理论提出新的模型新的假设实验验证方法思想第一章：原子的基本状况第一节背景知识第二节原子的核式结构模型：卢瑟福模型卢瑟福模型的提出卢瑟福散射公式AtomicPhysics原子物理学第一节：背景知识第一章：原子的基本状况：卢瑟福模型“原子”一词来自希腊文，意思是“不可分割的”。在公元前4世纪，古希腊哲学家德漠克利特(Democritus)提出这一概念，并把它看作物质的最小单元。定比定律：倍比定律：元素按一定的物质比相互化合。若两种元素能生成几种化合物，则与一定质量的甲元素化合的乙元素的质量，在这些化合物中互成简单

3、整数比。在十九世纪，人们在大量的实验中认识了一些定律，如：结束目录nextback在此基础上，1893年道尔顿提出了他的原子学说，他认为:结束目录nextback根据道尔顿的原子学说，我们可以对简单的无机化学中的化合物的生成给予定量的解释，反过来，许多实验也证实了原子学说；并且人们发现有气态物质参与的化学反应的元素也遵循上述规律。①化学元素均由不可再分的微粒组成。这种微粒称为原子。原子在一切化学变化中均保持其不可再分性。②同一元素的所有原子，在质量和性质上都相同；不同元素的原子，在质量和性质上都不相同。③不同的元素化合时，这些元素的原子按简单整

4、数比结合成化合物。当原子学说逐渐被人们接受以后，人们又面临着新的问题：原子有多大？原子的内部有什么？原子是最小的粒子吗？....在学习这门课的时候；一部分问题的谜底会逐渐揭开。结束目录nextback结束目录nextback1811年，阿伏伽德罗（A.Avogadno）定律问世，提出1mol任何原子的数目都是个。1833年，法拉第（M.Faraday）提出电解定律，1mol任何原子的单价离子永远带有相同的电量-即法拉第常数。1874年，斯迪尼（G.T.Stoney）综合上述两个定律，指出原子所带电荷为一个电荷的整数倍，并用“电子”来命名这个电荷

5、的最小单位。但实际上确认电子的存在，却是20多年后汤姆逊的工作.1897年，汤姆逊（J.J.Thomson）发现电子：通过阴极射线管中电子荷质比的测量，汤姆逊（J.J.Thomson）预言了电子的存在。电子的发现1897年，汤姆逊通过阴极射线管的实验发现了电子，并进一步测出了电子的荷质比:e/m图１汤姆逊正在进行实验原子具有内部结构！汤姆逊被誉为:“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人.”阴极射线实验装置示意图射线从阴极C射出，加速进入狭缝AB成一束狭窄的射线流平行板DG两端外加电场E后，射线偏转阴极射线带负电再加上垂直板面向外的磁场B后

6、，射线不偏转去掉电场E后，射线成一圆形轨迹求出荷质比BG微粒的荷质比为氢离子荷质比的千倍以上阴极射线质量只有氢原子质量的千分之一还不到电子电子电荷的精确测定是在1910年由R.A.密立根（Millikan）作出的，即著名的“油滴实验”质子质量：电荷是量子化的原子质量的数量级：10-27kg——10-25kg质量最轻的氢原子：假设某固体元素的原子是球状的，半径为r厘米，原子之间是紧密地堆积在一起的。若该元素的原子量为A，那么1mol该原子的质量为A克，若这种原子的质量密度为结束目录nextback依此可以算出不同原子的半径，如下表所示：A克原

7、子的总体积为一个原子占的体积为原子的半径则有原子半径原子量A即1mol原子的质量，以g为单位元素原子量质量密度单位：原子半径单位：nmLi70.70.16Al272.70.16Cu638.90.14S322.070.18Pb20711.340.19不同原子的半径结束目录nextback原子半径的数量级：卢瑟福1871年8月30日生于新西兰的纳尔逊，毕业于新西兰大学和剑桥大学。1898年到加拿大任马克歧尔大学物理学教授，达9年之久，这期间他在放射性方面的研究，贡献极多。1907年，任曼彻斯特大学物理学教授。1908年因对放射化学的研究荣获诺贝尔化

8、学奖。1919年任剑桥大学教授，并任卡文迪许实验室主任。1931年英王授予他勋爵的桂冠。1937年10月19日逝世。结束目录nextback第二节：原