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講義2:原子結構模型的建立:一尺之棰,日取其半,萬世不竭

原子的概念提出已經有兩千多年的歷史, 原子的發現是近代科學史上的重要飛躍。

從今天起, 我們開始探索原子內部世界的精彩和奇妙。

一、早期的原子論

“原子”一詞來自希臘文, 意思是“不可分割的”。

國外:兩種觀點

物質由許多極小的微粒構成, 最小的原子不可再分,

代表人物:德謨克利特

物質是連續的, 可以無限地分割下去

代表人物:亞里斯多德

國內:同樣的兩種爭議

墨家:主張物質不可無限分割

“端:體之無序最前者也。 ” —《墨經》

“語小, 天下莫能破焉。 ” —《中庸》

公孫龍:主張物質可以無限分割的

“一尺之棰, 日取其半, 萬世不竭。 ”

二、物質的原子觀

建立在科學基礎上的原子學說是到了近二三百年內才發展的。

16世紀以後, 伽利略, 笛卡爾, 牛頓等著名科學家先後都支持物質的原子觀。

三、初期的原子學說

到19世紀末, 人們開始確切地認識到, 原子只不過是物質結構的一個層次, 導致這一結論的重要發現有:

1806年, 法國普魯斯脫髮現 定比定律

1807年, 英國道爾頓的 倍比定律

1808年, 氣體的體積成簡比的定律

1811年, 阿伏加德羅定律

1826年, 布朗運動

1833年, 法拉弟 電解定律

1869年, 元素週期律

四、世紀之交的三大發現

這三大發現徹底揭開了近代物理的序幕。

1895年德國物理學家倫琴(W.K.Rontgen)發現X射線。 獲得首屆諾貝爾物理學獎(1901年)。

1896年法國物理學家貝克勒爾(A.H.Becquerel)發現放射性。 與居裡夫婦共同獲得1903年的諾貝爾物理學獎。

1897年英國物理學家湯姆遜(J. J. Thomson)發現電子。 獲得了1906年的諾貝爾物理學獎。

五、原子結構模型的建立

1904年湯姆孫(發現電子提出棗糕模型

1911年盧瑟福提出原子的核式結構模型

1913年玻爾提出原子的玻爾模型

六、量子力學的建立

此後幾年中, 原子物理學發展得很快。 在1923~1927年間, 一個關於微觀體系的新理論體系—量子力學建立起來了。

從德布羅意(De Broglie)的波粒二象性假設開始, 海森堡(Hersenberg)和薛定諤(Schrodinger)兩人幾乎同時從不同的角度研究了這個問題, 各自提出了自己的理論。 後來證明, 這兩種理論是等價的。 後來有其他多位學者參加, 共同完善了量子力學理論。

量子糾纏

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