FIZICA ATOMICĂ este o ramură a fizicii dedicată studiului structurii și proprietăților atomilor și proceselor elementare în care participă atomii. Naib. caracteristica lui A. f. lungimea (dimensiunile liniare ale atomilor)
10-8 cm și energiile (energiile de legare ale electronilor externi din atom, procesele chimice elementare care implică atomi) sunt de ordinul eV (în timp ce pentru fizica nucleară lungimile sunt cele mai caracteristice
10-13 cm și energie de ordinul MeV; vezi atomul, spectrul atomic, spectrul de raze X. Polarizabilitatea atomilor, ionilor și moleculelor, emisii spontane, emisii forțate, coeficienți Einstein, efect fotoelectric, coliziuni nucleare. Plasma cu temperatură scăzută).
Teoretic. baza teoriei cuantice AF (vezi Mecanica cuantică, Electrodinamica cuantică). Aceasta permite explicarea unui set imens de microscopie. fenomenelor la nivel atomic-molecular. Este esențial ca structura și proprietățile atomului ca un sistem format dintr-un nucleu și electroni, și caracteristice proceselor elementare radiative și neradiative care apar la acest nivel sunt determinate de e - magn. reacția (spre deosebire de fizica nucleară și fizica particulelor elementare, în k-ryh rol Fundam interacțiune puternică și interacțiuni slabe. Mai mult decât atât, o interacțiune puternică nu este afișată pe distanțe funcții analitice caracteristice depășind 10 -12 cm și interacțiunea slabă ar trebui. pentru a aduce la AF foarte interesante, dar foarte mici în magnitudine efecte).
Preistoria și principalele etape ale dezvoltării fizicii atomice. Apariția lui A. f. precedată de dezvoltarea atomiștilor. idei despre structura materiei. Urilor de inițializare. ideea existenței atomilor ca cea mai mică particulă indivizibilă a materiei și constante au fost exprimate în Grecia antică în 5-3 secole. BC. e. (Democritus, Epicurus). În perioada formării științei exacte în secolele 17-18. atomistich. reprezentare în dec. formularele au fost dezvoltate de J. Kepler, P. Gassendi, P. Descartes, P. Boyle, I. Newton, M. V Lomonosov, P. Boskovic și alții. Cu toate acestea, aceste idei au fost ipotetice. caracter și numai cu sfârșitul. 18 - început. Secolul al XIX-lea. experimental. Studiile asupra proprietăților materiei au dus la crearea de atomiști. teorii.
Pe baza unei substanțe chimice cantitative stabilite. legile și legile gazelor ideale de la începutul secolului al XIX-lea. atomismul chimic a început să se dezvolte [J. Daltoni (J. Dalton), A. Avogadro (A. Avogadro di Quaregna), Berzelius (J. Berzelius)], în Ser. Secolul al XIX-lea. concepte clar definite și definite ale atomului și moleculei [S. Cannizzaro (S. Cannizzaro)], în 1869 DI Mendeleev a descoperit periodicul. legea chem. elemente (a se vedea sistemul periodic de elemente). Reprezentările atomistice fizice au constituit baza pentru dezvoltarea fizicii moleculare, inclusiv cea cinetică. teoria gazelor (la mijlocul secolului al XIX-lea) și clasice. fizica statistică [etajul 2. Secolul al XIX-lea. P. Clausius, J. Maxwell, L. Boltzmann, J. W. Gibbs. Sfârșitul B. 18-19 secole. a început să dezvolte doctrina int. structura cristalelor și simetria lor [P. R. Hauy, O. Bravais, E.S. Fedorov, A.M. Schoenflies) pe baza atomiștilor. reprezentări (vezi Symmetry of crystals, Lattice vrave). Cu toate acestea, în secolul al XIX-lea. chim și fiz. atomismul și atomisticile în cristalografie nu au avut o teoretică generală. baza, a devenit în secolul 20. teoria cuantică a structurii atomilor, moleculelor și cristalelor, creată ca urmare a dezvoltării lui A. f.
Apariția de moderne. A. f. este asociat cu descoperirea electronului (1897) și a radioactivității (1896). Ei au creat baza pentru construirea modelelor atomice ca un sistem de interacțiune a particulelor încărcate electric. Cea mai importantă etapă în dezvoltarea lui A. f. E. Rutherford a devenit deschidere (E. Rutherford) în 1911 și luarea în considerare a unui nucleu atomic al unui atom bazat pe cuantice reprezentări H. Bohr (N.H.D. Bohr) in 1913. Rutherford a propus modelul atomului, constând dintr-o centrală încărcată pozitiv. masa de bază și de mari dimensiuni, care sunt mici în comparație cu dimensiunea unui atom ca întreg, și a unui electroni încărcați negativ cu miez comparativ cu masa redusa. El a fundamentat experimental acest model prin experimente privind împrăștierea particulelor de atomi. Toate proprietățile unui atom au fost conectate fie cu proprietățile nucleului (lor studierea fizicii nucleare), sau la proprietățile cojile de electroni ale atomului.
Structura acestuia din urmă este determinată de substanța chimică și de cea mai mare parte fizică. proprietățile atomului și periodicitatea acestor proprietăți, în funcție de baza. caracteristicile atomului ca întreg sunt pozitive. încărcarea nucleului său. Cu toate acestea, pe baza legilor clasice. Fizica nu a putut fi explicat stabilitate atom (electroni accelerați se deplasează în jurul nucleului trebuie să radieze continuu cad la miez foarte rapid) și a condus spectrele atomice. Legile în care se respectă combinația. principiul Ritz. Cale de ieșire din aceste dificultăți au găsit Bor, folosind conceptele atom cuantice, introdus pentru prima dată M. Planck din 1900 și au evoluat de la 1905 de Einstein si altii. Oamenii de știință. Baza teoriei cuantice a atomului Bohr face două ipoteze: 1 st Bohr postulează existența unor stări staționare ale atomului fiind într-o ryh aceasta nu radieze (stare staționară au definit del valori de energie, în discretă generală, de la un stat la un alt atom. poate trece printr-o tranziție cuantică, cum ar fi saltul, cel de-al doilea postulate al lui Bohr privind tranzițiile cuantice cu radiații. determinată de condiția de frecvență :. unde este frecvența absorbită sau emisă monocromatică. el - mag. radiație, - energia stărilor staționare, între care se produce o tranziție.
Postulatele lui Bohr au fost confirmate în mod cuprinzător experimental, s-au dovedit a fi aplicabile altor microsisteme (molecule, nuclee atomice) și au primit suport teoretic. justificarea în mecanica cuantică și electrodinamica cuantică. Pentru a determina posibilele valori discrete ale energiei celui mai simplu atom - atomul de hidrogen - în stările staționare, Bohr a folosit metoda clasică. mecanicii și asumarea coincidenței rezultatelor cuantice și clasice. Teorii la frecvențe joase de radiație, care au reprezentat inițial. forma de corespondență a principiului, pe care Bor a dezvoltat-o în viitor, acordându-i o mare importanță; principiul corespondenței a jucat un rol important în dezvoltarea mecanicii cuantice.
Considerând, conform teoriei modelului atomului Bohr, mișcarea electronilor în stări staționare conform legilor fizicii clasice. mecanica cu suplimentare. Condițiile de cuantizare (în special, în condițiile egalității impulsului unui electron într-un multiplu orbită întreg circulară a unei constante și această condiție este adesea includ incorect printre postulatele lui Bohr) a permis Bohr Sommerfeld (A. Sommerfeld) și alți oameni de știință pentru a explica modele in Opt .. și spectrele de raze X și dau un aspect fizic. Interpretare periodică. legea elementelor. Totuși teoria modelului Bohr sa întâlnit cu unele dificultăți în explicarea proprietăților moleculelor complexe și simplu atomi (deja pentru un atom de heliu și molecula de hidrogen), care a fost asociată cu utilizarea clasică. mecanică și era de natură fundamentală. Aceste dificultăți au fost rezolvate în etapa următoare a dezvoltării AF. creație din 1925 va urma. teoria cuantică.
Lit. Zubov VP Dezvoltarea reprezentărilor atomice la început. Secolul al XIX-lea. M. 1965; Kedrov BM Trei aspecte ale atomisticii, partea 2 - Predarea lui Dalton. Istoric. aspect, M. 1969; Hund F. Istoria teoriei cuantice, trans. cu el. K. 1980; Gemmer M. Evoluția conceptelor de mecanică cuantică, Per. cu engleza. M. 1985; M. Eliashevich Dezvoltarea teoriei cuantice a atomului și a principiului corespondenței de către Niels Bohr, "Uspekhi Fizicheskikh Nauk", 1985, v. 147, p. 253. M. A. Elyashevich.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: