原子物理学和原子核物理学的形成new

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1、原子物理学和原子核物理学的形成远在公元前4世纪，希腊哲学家留基伯和他的学生德漠克利特已经提出"原子"的概念。他们认为万物都是由大量不可分割的微小质点所组成，他们把这样的微小质点叫做"原子"。原子除有大小、形状和位置的差异外，没有区别。原子遵照一定的规律在"虚空"中不断运动。它们集合在一起时便形成物体，分离时物体便消失。在当时这仅是一种猜想而已，无法用实验证实。但是这个说法跟一切物体都能粉碎的事实是相吻合的。原子说在中世纪受到宗教和神学的压制，没有得到发展。到了17世纪，随着化学的发展，这种观点又重新传

2、播起来了。17世纪，通过卡文迪许和拉瓦锡等许多化学家的工作，发现了水可分解为氧和氢两种元素；空气是由氧、氢和氮等元素混合而成的，燃烧只不过是元素和氧起激烈反应等等。随着几十种元素的发现，英国化学家道尔顿提出了新的原子学说。他认为物质是由许多种类不同的元素所组成，元素又由非常微小的，不可再分的、不能毁灭又不能创生的原子所组成。同种元素的原子大小、性质等都相同，异种元素的原子是不相同的。道尔顿用他的学说说明了化学中的物质不灭定律、定比定律和倍比定律等。道尔顿的原子说是根据事实概括的结果，能够用来研究和发现

3、新的现象，因此比古代原子说更进一步。19世纪后半期，分子运动论有了进一步发展，人们逐步建立起近代的原子分子学说。但是原子分子是否存在，一直没有用实验证实。1905年，爱因斯坦用分子运动论的观点从理论上解释布朗运动获得成功，他还提出了测定分子大小的新方法。1908年，法国物理学家佩林按爱因斯坦的方法，用实验测定了分子的大小，结果跟爱因斯坦预言的一致，终于在科学界确认了现代分子原子学说。1897年汤姆逊发现了电子，并证明了电子是各种元素的基本组成部分。1903年卢瑟福和化学家索迪合作，通过实验发现了一种物

4、质可以变成另一种物质，提出了原子自然衰变的理论。这些事实打破了道尔顿以来人们认为原子不可再分割的观念。带负电的电子的发现，向人们提出了这样一个问题，原子内部有许多电子，但原子又是电中性的，说明原子内部还有带正电的物质。那么，这些物质在原子内部是怎样分布的呢？1903年汤姆逊在爱尔兰大学讲课时，以元素进化说为基础，提出了他的原子结构模型：正电荷均匀地分布在原子球内，一些电子等间隔地排列在与球同心的圆周上。他还计算了在正电球库仑力以及电子相互间库仑力的作用下，使这种原子结构保持稳定状态的条件。在计算中汤姆

5、逊发现，为了不使电子都集中到球心，电子必需分布在几个同心圆环上，如果尽量减少圆环数，对应正电球里各种数目电子的稳定分布就出现了周期性。汤姆逊的模型后来被证明是错误的，但他的这些研究为后人建立原子模型提供了不少启示。汤姆逊（1856～1940年）英国物理学家，1856年生于曼彻斯特的一个专印大学课本的书商家庭。由于父亲的职业关系，汤姆逊从小就结识了一些曼彻斯特大学教授，受学者的影响，汤姆逊学习很认真，14岁便进了曼彻斯特大学。1876年21岁的汤姆逊便被保送到剑桥大学三一学院深造。此后，他一直在剑桥教书

6、和研究。1884年，瑞利从卡文迪许实验室退休时，推荐27岁的汤姆逊接任该实验室主任之职。此后，汤姆逊领导这个机构达34年之久。汤姆逊对自己的学生要求非常严格。他要求学生在开始做研究之前，必须学习好所需要的实验技术，实验仪器全要自己动手制造。他要求学生成为会思考、有独立工作能力的人，成为不仅是实验的观察者，更是实验的创造者。在汤姆逊严格培养下，后来有9名学生获得了诺贝尔奖。其中有威尔逊、卢瑟福等。1906年汤姆逊因发现电子而获得该年度的诺贝尔奖。1940年8月30日他在剑桥逝世。为表彰他的杰出贡献，他的

7、骨灰与牛顿、达尔文、开尔文等伟大科学家的骨灰放在一起。1911年卢瑟福根据α粒子散射实验的结果，否定了汤姆逊的原子模型，提出了核式原子结构模型。认为原子的绝大部分质量和所有正电荷都集中在体积相当小的原子核内，电子在核外绕核旋转。卢瑟福模型在当时并不被物理学家们所普遍接受。按经典电磁理论，绕核旋转的电子，因作加速运动，要向外辐射电磁波，这将消耗电子的绕核运动的能量，使它最终落到原子核上。说明这样的原子结构极不稳定，而通常所见的原子是极稳定的。再有电子绕核运转最后落到原子核的过程中辐射出的电磁波或光波应成

8、连续光谱。而原子处于炽热状态时所发射的光，不是连续光谱而是线光谱。卢瑟福（1871～1937年）是英国的原子核物理学家。1871年出生在新西兰一个英国移民的后裔家庭，幼时家境较贫困，逆境使他奋发，他的学习成绩一直名列前茅，靠助学金完成学业。艰苦的求学经历培养了卢瑟福有一种一旦认准了目标就百折不回、勇往直前的精神。后来他的学生在剑桥皇家学会蒙得实验室的大门右边的墙上，刻了一条鳄鱼，来赞誉他们的老师，因为鳄鱼也是从不回头，勇往直前的。1895年卢瑟福来到英国