分子運動論(原子運動論)

1. 原子運動論

1. 原子運動論

原子(atom)指化學反應的基本微粒,原子在化學反應中不可分割。原子直徑的數(shù)量級大約是10^-10m。原子質量極小,且99.9%集中在原子核。原子核外分布著電子電子躍遷產生光譜,電子決定了一個元素的化學性質,并且對原子的磁性有著很大的影響。

所有質子數(shù)相同的原子組成元素,每一種元素至少有一種不穩(wěn)定的同位素,可以進行放射性衰變。

原子最早是哲學上具有本體論意義的抽象概念,隨著人類認識的進步,原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學的理論

2. 原子論發(fā)展

2. 原子論發(fā)展

德謨克利特的原子論是早期希臘自然哲學的最高成就,他認為宇宙萬物的本原是原子和虛空,或者說存在和非存在,所謂“原子”的含義是“不可分割的東西”。

3. 科學原子論

是原子論

西方文藝復興后,自然科學的研究日益受到人們的廣泛重視,以牛頓力學體系的建立為標志,自然科學進入了一個輝煌的發(fā)展時期。由于法國學者伽森第等人的努力,德謨克利特等人的原子論在17世紀得以復活。

然而,此時原子論者感興趣的問題已經(jīng)不是設想如何組成世界,而是如何在原子論的基礎上建立起物理學和化學的基本理論。受到當時力學思維盛行的影響,笛卡爾否認原子的不可分割性,他認為最初的宇宙由大小相同的粒子組成,這些粒子沿封閉曲線形成旋渦,結果造成今天的宇宙基本上由三種不同的粒子組成,這些粒子的性質可由質量、速度和運動的量等進行定量的描述。博斯科維奇則試圖以沒有大小、只有力學作用的原子模型來說明所有已知的物理現(xiàn)象,這為后來的氣體分子運動論打下了基礎。

然而大多數(shù)科學家對原子論的主要興趣是在化學方面,他們認為原子本身不可發(fā)生改變,原子在被納入更大的單元時,只是采取簡單的并列方式。塞諾特已經(jīng)清楚地區(qū)分了基本原子和經(jīng)過組合而成的原子。玻意耳遵循同樣的思路,認識到組合而成的原子是以化學意義上的基本粒子的方式起作用。他在1661年出版了化學史上非常著名的《懷疑派的化學家》一書,用氣體是像小彈簧似的粒子的聚集體的概念來解釋氣體的各種物理現(xiàn)象。

在近代原子論的建立中,英國偉大的科學家道耳頓做出了不可磨滅的貢獻,他通常被看成是科學原子論之父。他把玻意耳、拉瓦錫的研究成果,即化學元素是那種用已知的化學方法不能進一步分析的物質,同原子論的觀點結合起來。他提出,有多少種不同的化學元素,就有多少種不同的原子;同一種元素的原子在質量、形態(tài)等方面完全相同。他還強調查清原子的相對重量以及組成一個化合物“原子”的基本原子的數(shù)目極為重要。關于原子組成化合物的方式,道耳頓認為這是每個原子在牛頓萬有引力作用下簡單地并列在一起形成的。在化學反應后,原子仍保持自身不變。盡管現(xiàn)代科學的發(fā)展在一定程度上修正了原子本身的物理不可分和萬有引力將原子連接在一起的觀點,但是道耳頓對原子的定義卻被廣泛地接受下來

4. 原子物理理論

氫原子能級理論是玻爾提出的。

玻爾理論是指一種關于原子結構的理論。1913年由玻爾提出。是在盧瑟福原子模型基礎上加上普朗克的量子概念后建立的。

玻爾理論不但回答了氫原子穩(wěn)定存在的原因,而且還成功地解釋了氫原子和類氫原 子的光譜現(xiàn)象。氫原子在正常狀態(tài)時,核外電子處于能量最低的基態(tài),在該狀態(tài)下運動的 電子既不吸收能量,也不放出能量,電子的能量不會減少,因而不會落到原子核上,原子不 會毀滅。

5. 原子物理理論的發(fā)展

波爾理論認為,(某一個)原子處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,每個狀態(tài)原子的能量都是確定的,這些能量值叫做能級;,我們做題中經(jīng)常遇見的是就是氫原子能級圖。這是因為氫原子只有一個電子,便于研究。 波爾理論認為,(某一個)原子從一個能級向另外一能級躍遷時要吸收或放出光子;具體是吸收還是釋放光子,看下面的三個依據(jù):

一,從高能級向低能級躍遷放出光子;

二,從低能級向高能級躍遷要吸收光子;

三,一次能級躍遷中,吸收或放出光子的能量是固定不變的,等于兩個能級的能量差;hγ=E2-E1;其中,γ為光子的頻率(其實和波動頻率的f是一碼事,只不過在原子物理學,習慣上用γ);

6. 什么是原子運動

1、軌道量子數(shù),量子數(shù)是能量的本征量子數(shù),反應電子能量的大小角動量量子數(shù)是角動量的本征量子數(shù)2、角動量量子數(shù),反映角動量的大小角量子數(shù)是角動量在Z軸的投影3、角量子數(shù),反映這個投影的大小自旋量子數(shù)是電子的本征量子數(shù)4、自旋量子數(shù),反映電子自旋的方向

7. 原子論與原子學說

原子論是指關于原子概念的學說。德謨克利特探討了物質結構的問題,提出了原子論的思想。他認為萬物的本原是原子和虛空。原子是一種最后的不可分割的物質微粒,它的基本屬性是"充實性",每個原子都是毫無空隙的。

虛空的性質是空曠,原子得以在其間活動,它給原子提供了運動的條件。

道爾頓使物質由原子組成這一概念成為現(xiàn)實的、有用假說的,他給元素指定符號并將符號結合起來成為化合物,并且制作了14種元素的原子量表。詞條詳細介紹了德謨克利特的原子論與道爾頓的近代原子論。

8. 物理原子論

1、物理學萌芽時期(古典物理學)

? ? ? ?首先得到較大發(fā)展的是與生產實踐密切相關的力學,如靜力學中的簡單機械、杠桿原理、浮力定律等。在《墨經(jīng)》中,有力的概念(“力,形之所以奮也”)的記述;光學方面,積累了關于光的直進、折射、反射、小孔成像、凹凸面鏡等的知識?!赌?jīng)》上關于光學知識的記載就有八條。在古希臘的歐幾里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直線傳播和反射定律的論述,并且對光的折射現(xiàn)象也作了一定的研究。電磁學方面,發(fā)現(xiàn)了摩擦起電、磁石吸鐵等現(xiàn)象,并在此基礎上發(fā)明了指南針。聲學方面,由于音樂的發(fā)展和樂器的創(chuàng)造,積累了不少樂律、共鳴方面的知識。物質結構和相互作用方面,提出了原子論、元氣論、陰陽五行說、以太等假設。

  在這個時期,觀察和思辨雖然是人們認識自然的主要手段和方法,但也出現(xiàn)了一些類似于用實驗來研究物理現(xiàn)象的方法。例如,我國宋代沈括在《夢溪筆談》中的聲共振實驗和利用天然磁石進行人工磁化的實驗,以及趙友欽在《革象新書》中的大型光學實驗等就是典型的事例。

  從遠古直到中世紀(歐洲通常把五世紀到十五世紀叫做中世紀)末,由于生產的發(fā)展,雖然積累了不少物理知識,也為實驗科學的產生準備了一些條件并做了一些實驗,但是這些都還稱不上系統(tǒng)的自然科學研究。在這個時期,物理學尚處在萌芽階段。

2、經(jīng)典物理學時期

  資本主義生產關系的產生,促進了生產和技術的大發(fā)展;文藝復興運動,解放了人們的思想,激發(fā)起人們的探索精神。近代自然科學就在這種物質的和思想的歷史條件下誕生了。系統(tǒng)的觀察實驗和嚴密的數(shù)學演繹相結合的研究方法被引進物理學中,導致了十七世紀主要在天文學和力學領域中的“科學革命”。

? ? ? ?牛頓力學體系的建立,標志著近代物理學的誕生。整個十八世紀,物理學處在消化、積累、準備的漸進階段。新的科學思想、方法和理論,得到了傳播、完善和擴展。牛頓力學完成了解析化工作,建立了分析力學;光學、熱學和靜電學也完成了奠基性工作,成為物理學的幾門基礎學科。人們以力學的模型去認識各種物理現(xiàn)象,使機械論的自然觀成為十八世紀物理學的統(tǒng)治思想。

? ? ? ? 到了十九世紀,物理學獲得了迅速和重要的發(fā)展,各個自然領域之間的聯(lián)系和轉化被普遍發(fā)現(xiàn),新數(shù)學方法被廣泛引進物理學,相繼建立了波動光學、熱力學和分子運動論、經(jīng)典電磁場理論等完整的、解析式的理論體系,使經(jīng)典物理學臻于完善。由物理學的巨大成就所深刻揭示的自然界的統(tǒng)一性,為辨證唯物主義的自然觀提供了重要的科學基礎。

3、現(xiàn)代物理學時期

  十九世紀末葉物理學上一系列重大發(fā)現(xiàn),使經(jīng)典物理學理論體系本身遇到了不可克服的危機,從而引起了現(xiàn)代物理學革命。由于生產技術的發(fā)展,精密、大型儀器的創(chuàng)制以及物理學思想的變革,這一時期的物理學理論呈現(xiàn)出高速發(fā)展的狀況。研究對象由低速到高速,由宏觀到微觀,深入到廣垠的宇宙深處和物質結構的內部,對宏觀世界的結構、運動規(guī)律和微觀物質的運動規(guī)律的認識,產生了重大的變革。相對論的量子力學的建立,克服了經(jīng)典物理學的危機,完成了從經(jīng)典物理學到現(xiàn)代物理學的轉變,使物理學的理論基礎發(fā)生了質的飛躍,改變了人們的物理世界圖景。

? ? ? ?1927年以后,量子場論、原子核物理學、粒子物理學、天體物理學和現(xiàn)代宇宙學,得到了迅速的發(fā)展。物理學向其它學科領域的推進,產生了一系列物理學的新部門和邊緣學科,并為現(xiàn)代科學技術提供了新思路和新方法?,F(xiàn)代物理學的發(fā)展,引起了人們對物質、運動、空間、時間、因果律乃至生命現(xiàn)象的認識的重大變化,對物理學理論的性質的認識也發(fā)生了重大變化。

? ? ? ? 越來越多的事實表明,物理學在揭開微觀和宏觀深處的奧秘方面,正醞釀著新的重大突破?,F(xiàn)代物理學的理論成果應用于實踐,出現(xiàn)了象原子能、半導體、計算機、激光、宇航等許多新技術科學。這些新興技術正有力地推動著新的科學技術革命,促進生產的發(fā)展。而隨著生產和新技術的發(fā)展,又反過來有力地促進物理學的發(fā)展。這就是物理學的發(fā)展與生產發(fā)展的辨證關系。

推薦閱讀

越王樓里面有什么東西,但里面賣火鍋和其他什么東西
熱文