原子物理學(物理學專業術語)

發展歷史

·物理學發展到19世紀八十年代，積累了大量事實，歸納出好多原理和定餓建立了完整的三大理論體系：力學、熱力學和電動力學。數學和化學也有了相當的積累，尤其是科學技術有了很大的發展。交通、運輸、通訊便利起來，工業發達起來電力的套用，內燃機和蒸汽機被採用，冶金工業有了發展等等。生產的發展一方面提出了新的問題和挑戰，同時也為科學工作和實驗提供了更好的條件和物質保證。在此之後的一段時規物理學尤其是原子物理學得到了非常迅速的發展。

1885年，瑞士人巴爾末發現氫光譜線系歸納出形式異常簡單的經驗公式，隨後玻爾利用此規律很快找到氫原子躍遷規律。1887年赫茲發現光電效應，後被愛因斯坦利用光量子假說成功解釋。1895年倫琴發現了x射線，後來人們由此得到原子內層電子之間的躍遷規律。1896年法國人貝克勒爾發現放射性。1897年湯姆遜證實了電子的存在。這兩個發現徹底粉碎了原子不可分的理論。貝克勒爾是在偶然的情況下發現了放射性，當時他正致力於磷光性物質的研究，無意中發現放在抽屜里用紙密封好的底片居然感光了，形成放在其上面的一把鑰匙清晰的像。光是從哪裡來的?

通過細心的觀察發現是磷光實驗用的鈾的化合物也偶然放在抽屜里的原因，在研究後發現這種化合物具有放射性，能從中發出放射線來。之後，居里夫婦從幾十噸提過鈾的廢礦中提取出放射性更強的的釙和鐳。由於放射現象的發現，知道一种放射性元素髮出粒子後能夠轉變為其他新元素的原子，說明發出射線的原子就是有其內部的結構。與此發現相比，電子的發現卻沒有這么幸運，雖然湯姆遜由於確認電子的存在而被譽為“一位最先打開通向基本粒子物理學大門的偉人”。

1890年休斯脫、1897年考夫曼也都作了類似的實驗，發現了陰極射線，測得了elm值。但都因沒有勇氣改變傳統舊觀念而放棄。這些都是恩格斯所描述的“當真理碰到鼻子尖的時候還是沒有得到真理”的人。湯姆遜不僅證明了電子的存在，而且還發現很多材料里都能發出電子，說明電子是物質的組成部分。於是1898年，湯姆遜大膽地提出了原子的“棗糕模型”：原子的帶正電部分是一個原子那么大的，具有彈性的凍膠狀球體，正電荷均勻分布在這球內或球面上，有負電子鑲嵌著，這些電子在其平衡位置上作簡諧振動，原子發光頻率即為電子振動頻率。此模型能解釋當時所有對原予的認識。隨著新問題的提出，湯姆遜模型也作了相應的完善和改進，它於1903年、1907年都有所修正。

1903年勒納特所作的電子在金屬膜上的散射實驗，顯示了原子的“空虛”，使湯姆遜模型遇到困難他發現較高速度的電子很容易穿透原子，原子不象那樣半徑的實球體，於是湯姆遜就在他的原子模型中追加了“凍膠狀”球體的描述。再如：為了解釋元素周期表，湯姆遜還假設了電子按同心環分布，且指出每環中只能安置有限個電子等等。但隨著1909年馬斯頓和蓋革兩人作了著名的“Q粒子大角度散射實驗”後，湯姆遜模型就真正遇NT難以克服的困難，這種模型根本無法解釋．有1/8000幾率的Q粒子被靶物質“反彈”的現象因而該模型被推翻。