原子发展历史
皮卡丘动漫-
原子物理的发展历史
内容：
•
原子模型的发展历程
1.
2.
3.
4.
•
•
•
1.
道尔顿的原子模型
葡萄干布丁模型（枣核模型）
行星模型
玻尔的原子模型
波尔模型的主要内容
波尔模型的条件
玻尔理论推导过程
现代量子力学模型
•
近代原子物理的应用
1.
2.
3.
4.
原子弹
核能发电
超级计算机
超导体应用
•
最前沿原子物理发展趋势和应用
1.
超导体未来展望
2.
寻找最小的粒子
原子的基本概述
:
原子是一种元素能
保持其化学性质的最小单位。
一个正原子包含有一个致密的原子核及
若干围绕在原子核周围带负电的电子。
而负原子的原子核带负电，
< br>周围的负电子带正电。
正
原子的原子核由带正电的质子和
电中性的中子组成。
负原子原子核中的反质子带负电，
从而
使负原子的原子核带负电。当质子数与电子数相同时，这个原子就是电中性的；否则，
就是
带有正电荷或者负电荷的离子。
根据质子
和中子数量的不同，
原子的类型也不同：
质子数决
定了该原子属于哪一种元素，
而中子数则确定了该原子是此元素的哪一个同位
素。
原子构成
分子而分子组成物质中同种电荷相互排斥，不同种
电荷相互吸引。
定义
化学变化中的最小微粒
物理中物质构成的最基本粒子
性质
①
原子的质量非常小
②
不停地作无规则运动
③
原子间有间隔
④
同种原子性质相同，不同种原子性质不相同
1.
道尔顿的原子模型
英国自然科学家约翰
·
道尔顿将古希腊思辨
的原子论改造成定量的化学理论，提出了世
界上第一个原子的理论模型。
2.
葡萄干布丁模型（枣核模型）
<
/p>
葡萄干布丁模型（枣核模型）由汤姆生提出，是第一个存在着亚原子结构的原子模型。
3.
行星模型
行星模型由卢瑟福在提出，以经典电磁学为理论基础。
4.
玻尔的原子模型
为了解释氢原子线状光谱这一事实，
卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和
爱因斯
坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。
5.
现代量子力学模型
物理学家德布
罗意、薛定谔和海森堡等人，经过
13
年的艰苦论证，在现代量
子力学模
型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象，
其核心是波动力学。
在玻尔
原子模型里，
轨道只有一个量子数
（主量子数）
，
现代量子力学模型则引入了更多的量子数。
基本构成：
1.
亚原子粒子：即电子、质子、中子。
2.
电子云
性质：
1.
放射性
每一种元素都有一个或多个同位素拥有不稳定的原子核，
从而能发生放射性衰变，
在这
个过程中，
原子核可以释放出粒子或电磁
辐射。
当原子核的半径大于强力的作用半径时，
放
射性衰变就可能发生，而强力的作用半径仅为几飞米。
2.
磁矩
基
本微粒都有一个固有性质，
就像在宏观物理中围绕质心旋转的物体都有角动量一样，
在量
子力学中被叫做自旋。但是严格来说，这些微粒仅仅是一些点，
不能够旋转。自旋的单位是
约化普朗克常数，电子、质子和中子的自旋都是
½
。在原子里，电子围绕原子核运动，所以
除了自旋
，它们还有轨道角动量。而对于原子核来说，轨道角动量是起源于自身的自旋。
3.
能级
原
子中，
电子的势能与它离原子核的距离成反比。
测量电子的势能
，
通常的测量将让该电子
脱离原子所需要的能量，单位是电子伏
特（
eV
）。在量子力学模型中，电子只能占据一组
以原子核为中心的状态，
每一个状态就对应于一个能级。
< br>最低的能级就被叫做基态，
而更高
的能级就被叫做激发态
。
如果一个电子在激发态，一个有着恰当能量的光子能够使得
该电子受激，释放出一个拥有相同
能量的光子，其前提就是电子返回低能级所释放出来的
能量必须要与与之作用的光子的能量一
致。此时，受激释放的光子与原光子向同一个方向
运动，也就是说这两个光子的波是同步的。
利用这个原理，人们设计出了激光，用来产生
一束拥有很窄频率相干光源。
4.
态
物质
很多不同的相态之中都存在原子，
这些相态都由一定的物理条件所决定，
例如温度与压
强。通过改变这些条件，物质可以在固体、液体、气体与等离子体
之间转换。在同一种相态
中，物质也可以有不同的形态，例如固态的碳就有石墨和金刚石
两种形态。
当温度很靠近绝对零度时，原子可以形成波色
-
爱因斯坦凝聚态。这些超冷的原子可以被视
为一个超原子，使得科学家可以研究量子力学的一些基本原理。