原子物理课件1讲述.pptVIP

（1）《原子物理学》，褚圣麟编、高等教育出版社出版; （1）《原子物理》，郑乐民编，北京大学出版社出版； （2）《近代物理学基础》张庆刚等编，中国科学技术出版社出版。 （3）《原子和亚原子物理学》高政祥编，北京大学出版社； （4）《量子物理》赵凯华等编，高等教育出版社 （5）《量子力学与原子物理学》张哲华等编，武汉大学出版社 一、研究对象： 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。 二、发展概况： 原子论由古希腊哲学家作为唯物主义主张哲学观提出来的 十七世纪后,原子论建立在化学实验和理论基础上 1774年拉瓦锡(A.L.Lavoisier)的元素学说 1803年道尔顿(J.Dalton)的原子学说 阿佛加德罗(A.Avogadro)常数假设 原子论: 不同元素代表不同原子, 原子在空间上按一定方式结合成分子, 分子进一步集聚成物体。分子的结构直接决定物质的性质 近代化学的框架仍然是建立在原子分子论基础上 现代原子物理主要研究原子能级结构以及动力学问题 量子力学 的创立 19世纪末，黑体辐射研究中的“紫外灾难” 等 1900年德国物理学家普朗克提出“能量子”假说 1905年爱因斯坦提出“光量子”概念，很好地解释了光电效应，发现光的波粒二象性 关于原子结构问题的探索 1911年英国物理学家卢瑟福提出原子核式模型 1913丹麦物理学家玻尔提出“量子化”模型 1924年奥地利物理学家泡利提出不相容原理 1924年法国物理学家德布罗意指出了微观实物粒子也具有二象性的假说，提出物质波概念 三、原子物理的重要意义 1、原子分子是微观世界的第一、二层次,宏观凝聚态物质的性质决定于原子分子的组成和结构。 2、工业技术发展理论、实验手段上需要原子分子物理。 军事上尖端武器的研制需要原子分子数据。 3、核物理和粒子物理人才和技术转移到原子分子物理, 使能谱和时间测量的分辨率和精度提高了几个数量级，使原子分子物理得到很大发展。 4、原子分子物理研究对于培养和训练人才来说是最全面而有效的 四、研究内容： 《原子物理学》课程是在经典物理和近代物理之间起纽带作用的承上启下的课程；是近代物理实验、量子力学、核物理的基础课程。因此，它的课程体系应该包含以下六部分内容， （I）原子的核式模型； （II）玻尔理论处理氢原子、类氢离子和碱金属原子光谱； （III）电子自旋和原子的精细结构； （Ⅳ）泡利原理和多电子原子； （Ⅴ）X射线和内壳层电子的跃迁； （Ⅵ）原子核物理和粒子物理简介。 因此，它的课程体系应该包含以下六部分内容， （I）原子的核式模型； （II）玻尔理论处理氢原子、类氢离子和碱金属原子光谱； （III）电子自旋和原子的精细结构； （Ⅳ）泡利原理和多电子原子； （Ⅴ）X射线和内壳层电子的跃迁； （Ⅵ）原子核物理和粒子物理简介。 教学要求： 掌握：原子的核式模型及实验基础、卢瑟福散射公式及散射截面。 了解：对两种主要的原子模型的定性半定量分析、核式模型的意义及经典物理在其中遇到的困难。 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；并且人们发现气态物质参与的化学反应时的元素的重量与体积也遵循上述规律。 2、原子的质量： 1mol物质含有的基本单元数为NA， 元素摩尔质量数值上等于该元素的原子量A，则单个原子的绝对质量为： e=110-19C， m=9.1093897×10-31kg。 汤姆逊(Thomson)模型认为,原子中正电荷均匀分布在原子球体内，电子镶嵌在其中。原子如同西瓜，瓜瓤好比正电荷，电子如同瓜籽分布在其中。 同时该模型还进一步假定，电子分布在分离的同心环上，每个环上的电子容量都不相同，电子在各自的平衡位置附近做微振动。因而可以发出不同频率的光，而且各层电子绕球心转动时也会发光。这对于解释当时已有的实验结果、元素的周期性以及原子的线光谱，似乎是成功的。 Rutherford模型的提出 Thomson模型 α散射实验 Thomson模型的失败 第二节：卢斯福模型的提出 为了检验汤姆逊模型是否正确, 1909年卢瑟福建议他的助手盖革(H·Geiger)和学生马斯顿(E·Marsden)做α粒子散射实验。 Rutherford模型的提出 Thomson模型 α散射实验 Thomson模型的失败 结束 目录 next back 第二节：卢斯福模型的提出 实验装置如上图所示。放射源 R 中发出一细束α粒子，直射到金属箔上以后，由于各α粒子所