分子運(yùn)動(dòng)論(原子運(yùn)動(dòng)論)

1. 原子運(yùn)動(dòng)論

1. 原子運(yùn)動(dòng)論

原子(atom)指化學(xué)反應(yīng)的基本微粒,原子在化學(xué)反應(yīng)中不可分割。原子直徑的數(shù)量級(jí)大約是10^-10m。原子質(zhì)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(chǎn)生光譜,電子決定了一個(gè)元素的化學(xué)性質(zhì),并且對(duì)原子的磁性有著很大的影響。

所有質(zhì)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(jìn)行放射性衰變。

原子最早是哲學(xué)上具有本體論意義的抽象概念,隨著人類認(rèn)識(shí)的進(jìn)步,原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學(xué)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(xué)的最高成就,他認(rèn)為宇宙萬(wàn)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(xué)原子論

是原子論

西方文藝復(fù)興后,自然科學(xué)的研究日益受到人們的廣泛重視,以牛頓力學(xué)體系的建立為標(biāo)志,自然科學(xué)進(jìn)入了一個(gè)輝煌的發(fā)展時(shí)期。由于法國(guó)學(xué)者伽森第等人的努力,德謨克利特等人的原子論在17世紀(jì)得以復(fù)活。

然而,此時(shí)原子論者感興趣的問題已經(jīng)不是設(shè)想如何組成世界,而是如何在原子論的基礎(chǔ)上建立起物理學(xué)和化學(xué)的基本理論。受到當(dāng)時(shí)力學(xué)思維盛行的影響,笛卡爾否認(rèn)原子的不可分割性,他認(rèn)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(jié)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(zhì)可由質(zhì)量、速度和運(yùn)動(dòng)的量等進(jìn)行定量的描述。博斯科維奇則試圖以沒有大小、只有力學(xué)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(yùn)動(dòng)論打下了基礎(chǔ)。

然而大多數(shù)科學(xué)家對(duì)原子論的主要興趣是在化學(xué)方面,他們認(rèn)為原子本身不可發(fā)生改變,原子在被納入更大的單元時(shí),只是采取簡(jiǎn)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(rèn)識(shí)到組合而成的原子是以化學(xué)意義上的基本粒子的方式起作用。他在1661年出版了化學(xué)史上非常著名的《懷疑派的化學(xué)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(guó)偉大的科學(xué)家道耳頓做出了不可磨滅的貢獻(xiàn),他通常被看成是科學(xué)原子論之父。他把玻意耳、拉瓦錫的研究成果,即化學(xué)元素是那種用已知的化學(xué)方法不能進(jìn)一步分析的物質(zhì),同原子論的觀點(diǎn)結(jié)合起來。他提出,有多少種不同的化學(xué)元素,就有多少種不同的原子;同一種元素的原子在質(zhì)量、形態(tài)等方面完全相同。他還強(qiáng)調(diào)查清原子的相對(duì)重量以及組成一個(gè)化合物“原子”的基本原子的數(shù)目極為重要。關(guān)于原子組成化合物的方式,道耳頓認(rèn)為這是每個(gè)原子在牛頓萬(wàn)有引力作用下簡(jiǎn)單地并列在一起形成的。在化學(xué)反應(yīng)后,原子仍保持自身不變。盡管現(xiàn)代科學(xué)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(wàn)有引力將原子連接在一起的觀點(diǎn),但是道耳頓對(duì)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(jí)理論是玻爾提出的。

玻爾理論是指一種關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的理論。1913年由玻爾提出。是在盧瑟福原子模型基礎(chǔ)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(shí),核外電子處于能量最低的基態(tài),在該狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)的 電子既不吸收能量,也不放出能量,電子的能量不會(huì)減少,因而不會(huì)落到原子核上,原子不 會(huì)毀滅。

5. 原子物理理論的發(fā)展

波爾理論認(rèn)為,(某一個(gè))原子處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,每個(gè)狀態(tài)原子的能量都是確定的,這些能量值叫做能級(jí);,我們做題中經(jīng)常遇見的是就是氫原子能級(jí)圖。這是因?yàn)闅湓又挥幸粋€(gè)電子,便于研究。 波爾理論認(rèn)為,(某一個(gè))原子從一個(gè)能級(jí)向另外一能級(jí)躍遷時(shí)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(gè)依據(jù):

一,從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷放出光子;

二,從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷要吸收光子;

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

6. 什么是原子運(yùn)動(dòng)

1、軌道量子數(shù),量子數(shù)是能量的本征量子數(shù),反應(yīng)電子能量的大小角動(dòng)量量子數(shù)是角動(dòng)量的本征量子數(shù)2、角動(dòng)量量子數(shù),反映角動(dòng)量的大小角量子數(shù)是角動(dòng)量在Z軸的投影3、角量子數(shù),反映這個(gè)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(xué)說

原子論是指關(guān)于原子概念的學(xué)說。德謨克利特探討了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的問題,提出了原子論的思想。他認(rèn)為萬(wàn)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(zhì)微粒,它的基本屬性是"充實(shí)性",每個(gè)原子都是毫無(wú)空隙的。

虛空的性質(zhì)是空曠,原子得以在其間活動(dòng),它給原子提供了運(yùn)動(dòng)的條件。

道爾頓使物質(zhì)由原子組成這一概念成為現(xiàn)實(shí)的、有用假說的,他給元素指定符號(hào)并將符號(hào)結(jié)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(xì)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(xué)萌芽時(shí)期(古典物理學(xué))

? ? ? ?首先得到較大發(fā)展的是與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的力學(xué),如靜力學(xué)中的簡(jiǎn)單機(jī)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?shī)^也”)的記述;光學(xué)方面,積累了關(guān)于光的直進(jìn)、折射、反射、小孔成像、凹凸面鏡等的知識(shí)。《墨經(jīng)》上關(guān)于光學(xué)知識(shí)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(duì)光的折射現(xiàn)象也作了一定的研究。電磁學(xué)方面,發(fā)現(xiàn)了摩擦起電、磁石吸鐵等現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了指南針。聲學(xué)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(shí)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)和相互作用方面,提出了原子論、元?dú)庹摗㈥庩?yáng)五行說、以太等假設(shè)。

  在這個(gè)時(shí)期,觀察和思辨雖然是人們認(rèn)識(shí)自然的主要手段和方法,但也出現(xiàn)了一些類似于用實(shí)驗(yàn)來研究物理現(xiàn)象的方法。例如,我國(guó)宋代沈括在《夢(mèng)溪筆談》中的聲共振實(shí)驗(yàn)和利用天然磁石進(jìn)行人工磁化的實(shí)驗(yàn),以及趙友欽在《革象新書》中的大型光學(xué)實(shí)驗(yàn)等就是典型的事例。

  從遠(yuǎn)古直到中世紀(jì)(歐洲通常把五世紀(jì)到十五世紀(jì)叫做中世紀(jì))末,由于生產(chǎn)的發(fā)展,雖然積累了不少物理知識(shí),也為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的產(chǎn)生準(zhǔn)備了一些條件并做了一些實(shí)驗(yàn),但是這些都還稱不上系統(tǒng)的自然科學(xué)研究。在這個(gè)時(shí)期,物理學(xué)尚處在萌芽階段。

2、經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期

  資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生,促進(jìn)了生產(chǎn)和技術(shù)的大發(fā)展;文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng),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(xué)就在這種物質(zhì)的和思想的歷史條件下誕生了。系統(tǒng)的觀察實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)演繹相結(jié)合的研究方法被引進(jìn)物理學(xué)中,導(dǎo)致了十七世紀(jì)主要在天文學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域中的“科學(xué)革命”。

? ? ? ?牛頓力學(xué)體系的建立,標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。整個(gè)十八世紀(jì),物理學(xué)處在消化、積累、準(zhǔn)備的漸進(jìn)階段。新的科學(xué)思想、方法和理論,得到了傳播、完善和擴(kuò)展。牛頓力學(xué)完成了解析化工作,建立了分析力學(xué);光學(xué)、熱學(xué)和靜電學(xué)也完成了奠基性工作,成為物理學(xué)的幾門基礎(chǔ)學(xué)科。人們以力學(xué)的模型去認(rèn)識(shí)各種物理現(xiàn)象,使機(jī)械論的自然觀成為十八世紀(jì)物理學(xué)的統(tǒng)治思想。

? ? ? ? 到了十九世紀(jì),物理學(xué)獲得了迅速和重要的發(fā)展,各個(gè)自然領(lǐng)域之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化被普遍發(fā)現(xiàn),新數(shù)學(xué)方法被廣泛引進(jìn)物理學(xué),相繼建立了波動(dòng)光學(xué)、熱力學(xué)和分子運(yùn)動(dòng)論、經(jīng)典電磁場(chǎng)理論等完整的、解析式的理論體系,使經(jīng)典物理學(xué)臻于完善。由物理學(xué)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(xué)基礎(chǔ)。

3、現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期

  十九世紀(jì)末葉物理學(xué)上一系列重大發(fā)現(xiàn),使經(jīng)典物理學(xué)理論體系本身遇到了不可克服的危機(jī),從而引起了現(xiàn)代物理學(xué)革命。由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,精密、大型儀器的創(chuàng)制以及物理學(xué)思想的變革,這一時(shí)期的物理學(xué)理論呈現(xiàn)出高速發(fā)展的狀況。研究對(duì)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(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,對(duì)宏觀世界的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí),產(chǎn)生了重大的變革。相對(duì)論的量子力學(xué)的建立,克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī),完成了從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)變,使物理學(xué)的理論基礎(chǔ)發(fā)生了質(zhì)的飛躍,改變了人們的物理世界圖景。

? ? ? ?1927年以后,量子場(chǎng)論、原子核物理學(xué)、粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)和現(xiàn)代宇宙學(xué),得到了迅速的發(fā)展。物理學(xué)向其它學(xué)科領(lǐng)域的推進(jìn),產(chǎn)生了一系列物理學(xué)的新部門和邊緣學(xué)科,并為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提供了新思路和新方法?,F(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展,引起了人們對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、空間、時(shí)間、因果律乃至生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)的重大變化,對(duì)物理學(xué)理論的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)也發(fā)生了重大變化。

? ? ? ? 越來越多的事實(shí)表明,物理學(xué)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。現(xiàn)代物理學(xué)的理論成果應(yīng)用于實(shí)踐,出現(xiàn)了象原子能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、激光、宇航等許多新技術(shù)科學(xué)。這些新興技術(shù)正有力地推動(dòng)著新的科學(xué)技術(shù)革命,促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。而隨著生產(chǎn)和新技術(shù)的發(fā)展,又反過來有力地促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。這就是物理學(xué)的發(fā)展與生產(chǎn)發(fā)展的辨證關(guān)系。

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