原子物理

㈠ 原子物理

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。

㈡ 如何學好原子物理

你要先了解原子核物理學的研究對象，核的基本特性，核力，還有核模型，核的放射現版象，核反應，權原子能等。先了解這些方面的概念。
因為你們目前知識水平的限制，這些剛開始看都會很難懂，所以要多看，在思想上有這些概念，在以後的進一步學習中，可以慢慢運用到這些思想。積累，這是學習的第一步。

㈢ 什麼是原子物理學

1、名詞解釋：
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。
2、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子物理學問題，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。
3、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。

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㈣ 原子物理 方程式

釷是放射性元素，這是個衰變過程
負β衰變的規律是：新核的質量數不變，電荷數增加1，原子序數增加1。β衰變中放出的電子能量是連續分布的，但對每一種衰變方式有一個最大的限度，可達幾兆電子伏特以上，這部分能量由中微子帶走。

也就是說，釷原子核里的一個中子變成了一個質子加一個電子，還有一個中微子，質子被原子核俘獲，原子核中質子數量增加了1，變成了鏷

㈤ 原子物理與量子物理的區別

一、兩者研究方向不同

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。

量子物理是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支，主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。

二、兩者科學運用不同

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子物理學問題，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。

量子物理不僅是現代物理學的基礎理論之一，在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。沒有量子物理作為工具，就不可能有化學、生物、醫學以及其他每一個關鍵學科的引人入勝的進展。量子物理的傑作改變了我們的世界，科學革命為這個世界帶來了的福音，也帶來了潛在的威脅。

(5)原子物理擴展閱讀：

量子物理的基本要點：

一、波函數

系統的行為用薛定諤方程描述，方程的解稱為波函數。系統的完整信息用它的波函數表述，通過波函數可以計算任意可觀察量的可能值。在空間給定體積內找到一個電子的概率正比於波函數幅值的平方，因此，粒子的位置分布在波函數所在的體積內。

粒子的動量依賴於波函數的斜率，波函數越陡，動量越大。斜率是變化的，因此動量也是分布的。這樣，有必要放棄位移和速度能確定到任意精度的經典圖象，而採納一種模糊的概率圖象，這也是量子力學的核心。

二、波的干涉

波相加還是相減取決於它們的相位，振幅同相時相加，反相時相減。當波沿著幾條路徑從波源到達接收器，比如光的雙縫干涉，一般會產生干涉圖樣。粒子遵循波動方程，必有類似的行為，如電子衍射。至此，類推似乎是合理的，除非要考察波的本性。

波通常認為是媒質中的一種擾動，然而量子力學中沒有媒質，從某中意義上說根本就沒有波，波函數本質上只是我們對系統信息的一種陳述。

三、對稱性和全同性

氦原子由兩個電子圍繞一個核運動而構成，氦原子的波函數描述了每一個電子的位置。然而沒有辦法區分哪個電子究竟是哪個電子，因此，電子交換後看不出體系有何變化，也就是說在給定位置找到電子的概率不變。

由於概率依賴於波函數的幅值的平方，因而粒子交換後體系的波函數與原始波函數的關系只可能是下面的一種：要麼與原波函數相同，要麼改變符號，即乘以-1。

㈥ 高中原子物理知識網路圖

原子和原子核
一、原子結構：
1、電子的發現和湯姆生的原子模型：
（1）電子的發現：
1897年英國物理學家湯姆生，對陰極射線進行了一系列的研究，從而發現了電子。
電子的發現表明：原子存在精細結構，從而打破了原子不可再分的觀念。
（2）湯姆生的原子模型：
1903年湯姆生設想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內，而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。
2、 粒子散射實驗和原子核結構模型
（1） 粒子散射實驗：1909年，盧瑟福及助手蓋革完成
現象：
a. 絕大多數 粒子穿過金箔後，仍沿原來方向運動，不發生偏轉。
b. 有少數 粒子發生較大角度的偏轉
c. 有極少數 粒子的偏轉角超過了90度，有的幾乎達到180度，即被反向彈回。
（2）原子的核式結構模型：
由於粒子的質量是電子質量的七千多倍，所以電子不會使 粒子運動方向發生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對 粒子的運動產生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過金箔的 粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡， 粒了運動將不發生明顯改變。散射實驗現象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。
1911年，盧瑟福通過對 粒子散射實驗的分析計算提出原子核式結構模型：在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質量，帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉。
原子核半徑小於10-14m，原子軌道半徑約10-10m。
3、玻爾的原子模型
（1）原子核式結構模型與經典電磁理論的矛盾（兩方面）
a. 電子繞核作圓周運動是加速運動，按照經典理論，加速運動的電荷，要不斷地向周圍發射電磁波，電子的能量就要不斷減少，最後電子要落到原子核上，這與原子通常是穩定的事實相矛盾。
b.電子繞核旋轉時輻射電磁波的頻率應等於電子繞核旋轉的頻率，隨著旋轉軌道的連續變小，電子輻射的電磁波的頻率也應是連續變化，因此按照這種推理原子光譜應是連續光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實相矛盾。
（2）玻爾理論
上述兩個矛盾說明，經典電磁理論已不適用原子系統，玻爾從光譜學成就得到啟發，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假設：
①定態假設：原子只能處於一系列不連續的能量狀態中，在這些狀態中原子是穩定的，電子雖然做加速運動，但並不向外在輻射能量，這些狀態叫定態。
②躍遷假設：原子從一個定態（設能量為E2）躍遷到另一定態（設能量為E1）時，它輻射成吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態的能量差決定，即 hv=E2-E1
③軌道量子化假設，原子的不同能量狀態，跟電子不同的運行軌道相對應。原子的能量不連續因而電子可能軌道的分布也是不連續的。即軌道半徑跟電子動量mv的乘積等於h/2 的整數倍，即：軌道半徑跟電了動量mv的乘積等於h/ 的整數倍，即
n為正整數，稱量數數
（3）玻爾的氫子模型：
①氫原子的能級公式和軌道半徑公式：玻爾在三條假設基礎上，利用經典電磁理論和牛頓力學，計算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑，以及電子在各條軌道上運行時原子的能量，（包括電子的動能和原子的熱能。）
氫原子中電子在第幾條可能軌道上運動時，氫原子的能量En，和電子軌道半徑rn分別為： En=E1/n,rn=n²r1,n∈N.
其中E1、r1為離核最近的第一條軌道（即n=1）的氫原子能量和軌道半徑。即：E1=－13.6ev, r1=0.53×10-10m(以電子距原子核無窮遠時電勢能為零計算)
②氫原子的能級圖：氫原子的各個定態的能量值，叫氫原子的能級。按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。
n=∞ 0
n=4 -0.85ev
n=3 -1.5ev
n=2 -3.4ev
n=1 -13.6ev
其中n=1的定態稱為基態。n=2以上的定態，稱為激發態。
二、原子核
1、天然放射現象
（1）天然放射現象的發現：1896年法國物理學，貝克勒耳發現鈾或鈾礦石能放射出某種人眼看不見的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。
放射性：物質能發射出上述射線的性質稱放射性
放射性元素：具有放射性的元素稱放射性元素
天然放射現象：某種元素白發地放射射線的現象，叫天然放射現象
天然放射現象：表明原子核存在精細結構，是可以再分的
（2）放射線的成份和性質：
成 份 組 成 電離作用 貫穿能力
α 射 線 氦核組成的粒子流 很 強 很 弱
β 射 線 高速電子流 較 強 較 強
γ射 線 高頻光子 很 弱 很 強
2、原子核的衰變：
（1）衰變：原子核由於放出某種粒子而轉變成新核的變化稱為衰變在原子核的衰變過程中，電荷數和質量數守恆
α衰變：電荷數減少2，質量數減少4
β衰變：電荷數增加1，質量數不變
γ射線是伴隨 衰變放射出來的高頻光子流
在 衰變中新核質子數多一個，而質量數不變是由於反映中有一個中子變為一個質子和一個電子。
（2）半衰期：放射性元素的原子核的半數發生衰變所需要的時間，稱該元素的半衰期。
一放射性元素，測得質量為m,半衰期為T，經時間t後，剩餘未衰變的放射性元素的質量為m，m=mo(1/2)^(t/τ).
3、原子核的人工轉變：原子核的人工轉變是指用人工的方法（例如用高速粒子轟擊原子核）使原子核發生轉變。
（1）質子的發現：1919年，盧瑟福用 粒子轟擊氦原子核發現了質子。
（2）中子的發現：1932年，查德威克用 粒子轟擊鈹核，發現中子。
4、原子核的組成和放射性同位素
（1）原子核的組成：原子核是由質子和中子組成，質子和中子統稱為核子
在原子核中：
質子數等於電荷數
核子數等於質量數
中子數等於質量數減電荷數
（2）放射性同位素：具有相同的質子和不同中子數的原子互稱同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
三、核能：
1、核能：核子結合成的子核或將原子核分解為核子時，都要放出或吸收能量，稱為核能。
2、質能方程：愛因斯坦提出物體的質量和能量的關系：
E=mc² ——質能方程
3、核能的計算：在核反應中，及應後的總質量，少於反應前的總質量即出現質量虧損，這樣的反就是放能反應，若反應後的總質量大於反應前的總質量，這樣的反應是吸能反應。
吸收或放出的能量，與質量變化的關系為： ΔE=Δm·c²
4、釋放核能的途徑——裂變和聚變
（1）裂變反應：
①裂變：重核在一定條件下轉變成兩個中等質量的核的反應，叫做原子核的裂變反應。
②鏈式反應：在裂變反應用產生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應繼續下去。
鏈式反應的條件：
③ 裂變時平均每個核子放能約1Mev能量
1kg 全部裂變放出的能量相當於2500噸優質煤完全燃燒放出能量
（2）聚變反應：
①聚變反應：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應，稱為聚變反應。
②平均每個核子放出3Mev的能量
③聚變反應的條件；幾百萬攝氏度的高溫

㈦ 原子物理的發展史

19世紀，原子物理給史上物理學帶來一片矚光，它的發展也成為物理一個重要的里程碑！了解它的發展，讓我們一起走近…… 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。

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，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。

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。

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。

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。

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。

㈧ 原子物理與量子力學有什麼區別

量子力學(Quantum Mechanics)是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。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。 所以不屬於啦~~~~~

㈨ 求教！原子物理學，原子核物理學和粒子物理學之間有什麼聯系嗎

你問的很籠統，物理專業就拿我們來說，先學經典的力熱光電當然是在微積分的基礎上延伸，然後是原子物理之類的，最後理論物理四大力學 《理論力學》、《電動力學》、《量子力學》和《熱力學、統計物理》。我大三剛學完熱統，電動，理力，下學期學，量子力學和材料物理。不同學校的物理專業設置可能不同。不過四大力學肯定要學的。
1原子核物理學和粒子物理學之間有什麼聯系嗎 我的課程設置的確涉及到他倆。不過學習內容更像是把他倆打碎了滲透到各個科目。
2反物質 這類的東西屬於前沿學科，一般大學期間接觸不到，畢竟相對於前沿學科，大學的只相當於打個基礎，到碩士博士也許接觸……
3不知道你多大了，我記得我高中高三物理書上最後有點科普性的介紹，系統的學習自然得在大學了。畢竟繼續學的話高中的只是很難再派上用了，如果你不是想學習理論推到和各個過程之間的數學關系，只是科普了解的話，看看時間簡史，果殼里的宇宙就很有意思
最後呢，物理這個大學和高中挺大不同的，不了解，多自己網路網路，好多東西一言難盡。
呵呵愛好就加油咯，
純手碼……