第一章 原子论的历史
原子 历史 伦理
原子历史伦理历史上，原子学最早可以追溯到古希腊哲学家司提反和奥古斯都左右两人，他们认为物质是由一堆不可再分割的微小粒子原子构成的。
随后，欧洲的多位科学家争论不休，试图构建一套完整的原子论以支持他们的理论。
进入19世纪，原子论正式被认可，并开始进入了实际的实践领域。
核物理学爆发了，它改变了科学家对原子的理解，同时也带来了巨大的威胁。
爱因斯坦探索出原子能的可用性，而核能也开始被科学家作为可能的解决方案来解决当时的能源问题。
于是核弹的可能性变成了现实，原子的力量被用于战争，美国在日本境内投下了原子弹。
从此，人们意识到原子能是一种极具破坏性的可怕武器，而核战争变成了一个永远无法解决的潜在威胁之一。
然而，原子能不仅仅是毁灭性的，它也可以成为一种积极的元素，可用于为世界提供更多的能源。
核能利用了原子能，替代了传统的燃油，从而提供了可再生能源。
另外，原子能也被用于在医学、军事、航天领域，以及研究一些难以研究的大尺度物质的分子特性，在发展科学技术方面发挥了重要作用。
同时，原子能所承载的伦理责任也不容忽视。
尽管它可以赋予人们更多发展，但也可能造成更大的灾难，因此，如何更全面、完善地实施原子能的利用就成了一个极具争议的话题。
为了保证原子研究的安全性，一些国家，如美国，已经展开相关的研究，特别是在核安全方面投入了大量的资源，如可靠性设计、安全审查、安全标准和备份方案，旨在确保核能的安全性，减少可能的事故。
另外，核研究设施也要遵守严格的管理程序，如实施恶意攻击测试、系统备份以及安全问题报告等，以确保安全安全程序的执行。
同时，科学家也在认识到核能可以产生的负面影响，比如放射性污染、放射性废物处理以及核纳税等，以及它们对环境和人类健康的影响，因此，未来的研究也会更加重视伦理性的问题。
总而言之，原子学是一个具有悠久历史和复杂伦理的话题。
作为未来发展的主要领域之一，原子能可以提供可持续的发展能源，但也要确保其运用的安全性和完善的伦理管理体系，用原子能安全而科学地享受可再生的能源的同时，还要做好准备应对可能发生的灾难性后果。
原子发展历史
射线能从石蜡中打出质子；同年，卢瑟福的学生詹姆斯·查得威克（James Chadwick）认定这就是中子[6]，而同位素则被重新定义为有着相同质子数与不同中子数的元素。
1950年，随着粒子加速器及粒子探测器的发展，科学家们可以研究高能粒子间的碰撞。
他们发现中子和质子是强子的一种，由更小的夸克微粒构成。
核物理的标准模型也随之发展，能够成功的在亚原子水平解释整个原子核以及亚原子粒子之间的相互作用。
1985年，朱棣文及其同事在贝尔实验室开发了一种新技术，能够使用激光来冷却原子。
威廉·丹尼尔·菲利普斯团队设法将纳原子置于一个磁阱中。
这两个技术加上由克洛德·科昂-唐努德日团队基于多普勒效应开发的一种方法，可以将少量的原子冷却至微开尔文的温度范围，这样就可以对原子进行很高精度的研究，为玻色-爱因斯坦凝聚的发现奠定了基础[9]。
历史上，因为单个原子过于微小，被认为不能够进行科学研究。
2012年，科学家已经成功使用一单个金属原子与一个有机配体连接形成一个单电子晶体管。
在一些实验中，通过激光冷却的方法将原子减速并捕获，这些实验能够带来对于物质更好的理解。
发展史道尔顿的原子模型英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论，提出了世界上第一个原子的理论模型。
他的理论主要有以下四点[5]：①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成②同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，主要表现为质量的不同③原子是微小的、不可再分的实心球体④原子是参加化学变化的最小单位，在化学反应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或者消失。
虽然，经过后人证实，这是一个失败的理论模型，但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中，明确了今后化学家们努力的方向，化学真正从古老的炼金术中摆脱出来，道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。
葡萄干布丁模型（枣核模型）葡萄干布丁模型（枣核模型）由汤姆生提出，是第一个存在着亚原子结构的原子模型。
原子论
原子论有一种观点，即万物都由二、三个简单的部分所构成。
这种观点起源于公元前4世纪期间原子论的哲学中。
原子论由希腊哲学家卢萨普斯创立，他的弟子德莫克里特更充分地发展了这一哲学观点。
德莫克里特给他的基本粒子命名为原子，意思就是不可分割。
他把原子想象为小而坚硬的粒子，由大小和形状不同的相同物质组成。
在公元前3世纪期间，一位名叫伊彼究鲁的希腊哲学家把德莫克里特原子论融汇到自己的哲学体系之中。
大约公元前50年，罗马哲学家和诗人克里蒂斯在他的诗中提出了原子论的基本原则。
在中世纪这段时间，原子概念在很大程度上被忽略了，部分原因是因为亚里斯多德拒绝接受原子论。
亚里斯多德是古希腊的哲学家，他的理论统治了中世纪的哲学和科学。
然而，原子是形成所有物质基本单位的观点却留存了下来。
在16和17世纪期间，现代科学的缔造者们，如英国的培根和牛顿以及意大利的伽利略都相信原子。
但是这些科学家仅为德莫克里特所描述的原子理论增添了少许内容。
现代原子理论的诞生1750年，出生在现克罗地亚的科学家布斯卡维齐提出，德莫克里特所认为的原子"不可分割"的观点可能是错误的。
布斯卡维齐认为，原子包含更小的部分，而更小的部分中还含有再小的部分，如此下去，直到构成物质的基本结构单元。
他认为这些结构单元肯定是没有大小的几何学上的点。
今天，大多数原子物理学家接受这种想法的现代形式。
当化学成为18世纪末期一门精确科学的时候，原子理论得到了极大的发展。
化学家发现，只能根据某种固定的质量比例将元素组成化合物。
1803年，一位名叫道尔顿的英国化学家提出了一种原子理论，对这一发现进行解释。
道尔顿假设，每种元素都由特别种类的原子构成，并且元素的不同性质是由于它们的原子上存在的差异所致。
他进一步指出，同种元素的所有原子在大小、形状和质量上都是相同的。
根据道尔顿的理论，当原子结合并形成一种特定化合物的时候，总是以特定的数目比例实现。
结果，一种特定化合物的质量组成总是固定不变的。
原子结构理论的发展历程
原子结构理论的发展历程从古希腊哲学家对物质本质的思考，到现代物理学对原子结构的精确描述，人类对原子结构的认识经历了漫长而曲折的过程。
这一历程不仅是科学知识的积累，更是人类智慧的结晶，推动了科学技术的巨大进步。
在古代，哲学家们就开始思考物质的构成。
古希腊哲学家德谟克利特提出了“原子论”，他认为万物由不可分割的原子组成。
然而，这种观点更多地是基于哲学思考，缺乏科学实验的验证。
直到 19 世纪初，英国科学家约翰·道尔顿在前人的基础上，正式提出了近代原子论。
道尔顿认为，原子是构成物质的最小单位，不同元素的原子具有不同的质量和性质。
他的理论为化学研究奠定了基础，使得人们能够更系统地理解化学反应的本质。
随着科学技术的发展，19 世纪末，物理学家发现了阴极射线。
通过对阴极射线的研究，JJ汤姆孙在 1897 年提出了“葡萄干布丁”模型。
他认为原子就像一个带正电的“布丁”，电子像葡萄干一样镶嵌在其中。
但这个模型很快就受到了新的实验挑战。
1911 年，卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验。
实验结果表明，原子的大部分质量集中在一个很小的核心区域，即原子核，而电子则在核外绕核运动。
这一发现彻底改变了人们对原子结构的认识，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
然而，核式结构模型也存在一些问题。
按照经典电磁学理论，电子绕核运动时会不断辐射能量，最终会坠入原子核，但实际情况并非如此。
为了解决这个问题，丹麦科学家玻尔在 1913 年提出了玻尔模型。
玻尔引入了量子化的概念，认为电子只能在特定的轨道上运动，并且在这些轨道上运动时不会辐射能量。
当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会吸收或发射特定频率的光子。
玻尔模型虽然成功地解释了氢原子光谱等一些现象，但对于多电子原子的复杂情况，它的解释能力有限。
20 世纪20 年代，量子力学的发展为原子结构理论带来了新的突破。
薛定谔、海森堡等科学家建立了量子力学的理论体系，从更本质的层面描述了原子中电子的运动状态。
高一化学第一章打开原子世界的大门
高一化学_第一章_打开原子世界的大门【知识梳理】一、原子结构学说的发展历程及原子结构模型的演变1、古代朴素的原子观：我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；我国战国时期的墨翟认为物质被分割是有条件的；古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论（原子是构成物质的微粒，万物是由间断的、不可分割的微粒即原子构成的，原子的结合和分割是万物变化的根本原因）。
2、英国科学家道尔顿提出近代原子学说——实心球模型：①物质由原子组成；②原子不能创造，也不能被毁灭；③原子在化学变化中不可再分割，它们在化学变化中保持本性不变。
3、汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型：①原子中存在电子，电子的质量为氢原子质量的1/1836；②原子中平均分布着带正电荷的粒子，这些粒子之间镶嵌着许多电子。
4、英国物理学家卢瑟福的“行星式”原子结构模型(核式原子结构模型)：①原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，位于原子的中心，电子带负电荷，在原子核周围作高速运动；②电子的运动形态就像行星绕太阳运转一样。
5、丹麦物理学家玻尔的轨道原子结构模型：他引入量子论观点，提出原子核外，电子不是随意占据在原子核的周围，而是在固定的层面上运动，当电子从一个层面跃迁到另一个层面时，原子便吸收或释放能量。
6、现代原子结构学说——电子云模型：用电子在给定时间内在空间的几率分布的图像来描述电子的运动，这些图像就是电子云。
电子出现几率密度大的地方，电子云“浓密”一些；几率密度小的地方，电子云“稀薄”一些。
但电子云的正确意义并不是说电子真的像云那样分散，电子云只是一种几率云。
二、原子结构和相对原子质量1、元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子叫做元素。
2、原子的构成：3、质量数：忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子相对质量取近似整数值，加起来所得的数值，叫做质量数，用符号A表示。
（X）注：4、构成原子或离子粒子间的数量关系质量数(A)=质子数(Z)+中子数（N）原子中：核电荷数（Z）=质子数=原子序数=核外电子数阳离子中：核电荷数（Z）=质子数=原子序数=核外电子数+离子电荷数阴离子中：核电荷数（Z）=质子数=原子序数=核外电子数-离子电荷数5、（1）同位素：具有相同质子数和不同中子数的同一种元素的原子互称为同位素。
西方原子论
西方原子论是指古希腊时期就已经形成的原子论，它认为物质是由不可分割的、永恒不变的微小粒子构成的。
这个理论在古希腊时期就已经形成，但在中世纪时期被基督教神学所否定。
到了17世纪，科学家们开始通过实验来验证原子论的正确性。
1669年，英国科学家罗伯特·博义（Robert Boyle）提出了现代原子论的基本概念，认为所有物质都是由不可分割的微小粒子构成的，这些微小粒子是物质的基本单位。
19世纪初，化学家约翰·道尔顿（John Dalton）将原子论应用到化学领域，提出了化学元素的概念，认为所有的化学物质都是由相同的元素组成的，而不同元素的区别在于它们的原子量和原子结构不同。
20世纪初，物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）和欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）等人进一步发展了原子论，提出了量子力学和核物理学的理论，解释了原子的结构和行为。
西方原子论的发展历程是一个逐步深化和完善的过程，它对于现代物理学、化学和生物学等领域的发展产生了深远的影响。
打开原子世界大门概要
从公元古前代5世希纪腊的古哲希学腊哲家学留家基留基伯伯和在致 力德于谟思克考分利割特物的质问朴题素后原得出子一说个结到论现:分代割
过程不能永远继续下去，物质的碎片迟早会
达量到子不力可能学分模。型他的，学人生类德谟思克想里特中接的受原了
这子种结物构质碎模片型会经小到过不多可次再分演的变观念，,并给称我这 种们物多质方的最面小的组启成单迪位。为“原子” 。
①原子的大部分体积是空的； ②在原子的中心有一个体积很小、密度 极大的原子核； ③原子的全部正电荷在原子核内，且几 乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的 电子在核空间进行高速的绕核运动。
玻尔的原子模型
玻尔原子模型（1913年）:原子结构中的量 子化轨道理论，电子在固定的轨道上分层运动。
今日的原子结构：电子云模型
对于分子、原子的几点说明：
分子是物质中保持该物质一切化学性 质、能够独立存在的最小微粒．
分子是由原子构成的
在化学反应中，分子可以再分，而原 子不可以再分．
葡萄干面包模型
汤姆逊原子模型（1904年）:原子 是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶 嵌着许多电子,中和了正电荷，从而形成 中性原子。
近代原子论
电子云 电子轨域 电子 原子核=质子+中子 电子云
原子的大部分空间是空的
近代原子模型发展历史
道尔顿模型 Dalton model (1803)
坚实不可分 的实心球
汤姆逊模型 Thomson model (19电子
拉塞福模型 Lutherful model (1911)
1895年 伦琴(德国) 发现了伦琴射线
近代原子论
1896年 贝克勒尔(法国) 发现了铀盐的放射性
行星模型
卢瑟福原子模型（1911年）：在原子的 中心有一个带正电的核，它的质量几乎等于 原子的全部质量，电子在它周围沿着不同的 轨道运转，就像行星环绕太阳一样运转。
九年级历史原子论
九年级历史原子论近代科学原子论的创立完成了化学理论上第一次伟大的辩证综合，是继拉瓦锡化学革命之后，化学发展史上又一个光辉灿烂的里程碑。
为什么道尔顿的原子论被称为科学的原子论或者说它与以往的原子论有什么本质的区别呢？第一，道尔顿的原子论彻底剥去了长期披在它身上的哲学外衣，把模糊的猜测变成了明确的、经得起科学实验检验的科学理论。
它圆满解释了各种化学实验事实，揭示了质量守恒定律、当量定律、定比组成定律和倍比定律的本质与内在联系，有着广泛的实验基础，并对以后整个实验科学的发展起着重大的指导作用。
因此它是立足于物理和化学实验之上的运用科学的推理和严谨的论证方法，完全合乎科学理论建立的逻辑程序。
第二，道尔顿的原子论不仅明确指出了原子具有重量的特征，而且进一步提出了测定原子量的历史任务，并第一次用化学的方法测定了多种元素的原子量。
从此，原子不再是一十抽象模糊的概念，具有了可以用实验直接测量的数量特征，原子量成为区别原子种类的基本标志，使化学研究走向精确化、定量化和系统化这是道尔顿原子论与以往各种原子学说的根据区别，也是道尔顿首创精神的具体表现。
第三，由于以往的原子论具有浓厚的思辨性质，因此它只能对物质的各种变化给子笼统解释和说明，但却无法在化学反应中加以具体操作。
既不能确定物质的组成t也不能准确地说明各种化学变化。
而道尔顿的原子论第一次明确地阐明了化学反应的实质，就是原子重新组合的过程。
而且通过原子量的求算。
可以准确测定物质的组成和反应中各物质量的关系。
使原子学说真正具有了可操作性，成为化学定量化的理论基础。
第四，道尔顿在接受拉瓦锡元素概念的基础上。
第一次把元素和原子联系起来，统一在一个严谨的理论体系之中。
元素是同一类原子的总称，有多少种元素，就有多少种原子。
元素是对原子的抽象和概括，原子则是元素的具体存在形式，元素第一次真正找到了自己描述的对象。
不仅使人们对元素的认识提高到一个崭新的高度，而且使道尔顿的原子概念更加明确和具体，从而奠定了整个化学发展的理论基础。
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I.
误差方程： Δt时间内波传播的距离
x = vt x ≥ v/ν v vλ xλ ≥ λ2 ν = ν = 2 λ λ
只当x = ∞时才有λ = 0!!!
更进一步——波包
什么是波包？ 假定所有单色波速率相同，振幅相同，波包 内包含 κ 的波数，计算t时刻合振幅A
A 对于单色波： = A 0sin(ωt - κx) = A 0sinκ (υt - x) 合振幅A：
令x' = (υt - x)
任何时刻，波包宽度 的误差要求
x ≥ 2 π κ
即
相速度和群速度
当频率不同的两个正弦波以同一速度朝同一方向传播时，合成波传递 能量的速度和分波相同，但以不同的速度运动时，合成波传递能量的 速度（群速度）不同于任何一个分波的相速度。[色散，色散关系]
英国麦克斯韦：
平衡状态下速度分布没有一个优先的方向，只取决于速度的大小或者速 度的平方；假设速度三个互相垂直的分量互相独立导出分子速度的统计 分布规律
奥地利波尔兹曼：
1 1 exp ( mv2 + V(x)) 推广到保守力场，把麦克斯韦分布函数因子加上势能项； kT 2
用统计的方法在能量机会均等的原则下推导出麦克斯韦分布 同时推出热力学量和统计概率相联系的等式
状、颜色和气味； —各种种子的同类组合和拆分 原子论：留基伯、德谟克利特、伊壁鸠鲁、卢克莱修 —一切事物的本原是原子…原子在大小和数量上都是无限的，他们处于涡 旋运动之中…原子由于坚固是不能毁坏也不能改变的； —原子除了形状、重量、大小以及必然伴随着形状的一切以外，没有属于 可知觉的任何性质…原子永远不断在运动，有的直线下落，有的离开
热质说
许多微粒组成的一种流体，这些微粒之间是互相排斥的，同时却 与普通物质的微粒互相吸引。而且组成热质的微粒被赋予钻进一 切普通物质里面各个微粒之间的空隙的能力
动态气体模型
伯努利：原子不停运动，遇到障碍发生碰撞 对玻意耳定律的推导：带有活塞的气缸模型
压力一方面正比于原子的面密度和原子冲击的频率
PV ∝ υ 2
瑞利的按语、布儒斯特 焦耳的热功当量——否定了热质的存在 克伦尼希的工作
从气体动力学到统计物理学 ——开创者
德国克劳修斯：
考虑气体分子以各种可能的不同方向互相碰撞以及同器壁碰撞，计算出 平均的效应，首次统计 统计计算出其他压强公式。 统计 1 p = nm v 2 ∝ T 3 计算了气体分子运动速度，并引入自由程概念
证明
I.
II.
设有一标准钟，假定它是产生波的振荡器，以它产生的 波的频率与某入射波的频率比较。通过让两列波产生拍来 确定入射波的频率。 如果标准钟的频率和入射波频率相等，则没有拍出现。 但是要完全肯定没有拍现象出现，必须观察无限长时间才 行，而此时所测量的波已经在空间无限扩展。
I.
设标准钟频率为ν1,在有限时间Δt内观测拍频 ν 2。只有当拍的周期等于或小于Δt时才能确 信Δt时间内观察到一个完整的拍。即有：
塞曼-洛仑兹：
磁场下钠原子光谱展宽，运动方程中引入洛仑兹力项，解出两附加频 率，差距与磁场强度和荷质比成正比
拉莫尔
正负电荷粒子构成的原子在以太背景中互相吸引而作轨道运动，预测到 谱线的分裂——拉莫尔进动
密立根1906-1916，精确测定了电子的电荷
放射性的发现
1895，伦琴射线发现—1912年劳埃测定了X射线的 波长—X射线从何而来？
ω ω
几何光学和波动光学
几何光学能够解释光的 直线传播、反射和折射 ；波动光学除此之外还 能够解释干涉和衍射， 但也不是全部，有的还 要用电磁辐射的量子论 。 lim (波动光学) = 几何光学
λ /d →0
单色光通过单狭缝时的光强分布
经典物理学对粒子和波动的描述
理想粒子的位置可完全确定，质量和电荷可高度精确测定 ，以致可把粒子当作质点 讨论最简单的波形式—正弦波 x E = E 0sin2π ( νt ) = E 0sin(ωt - κx) λ 表明电磁波在一切可能时刻t扩展到一切可能的X值处。 一个理想的波，其波长和频率是可以无限准确的知道的。 这种波不会局限在空间任何一个有限位置，而相反，它必 然沿着它的传播方向无限扩展。 如果要测量并无误 的知道波的频率，那么这波必然是无限的。（如何理解？ ）
从气体动力学到统计物理学 ——先驱者
英国—赫拉帕斯
气体是由完全自由的互相运动着的原子或者微粒组成 2 2 热来源自各个原子固有的运动，并且正比于各自的动量 PV ∝ υ ∝ T
英国—瓦特斯顿 —
由运动粒子组成的气体的压强正比于其密度乘以速度的平方 气体温度的增加正比于分子动能的增加；基于所有简单气体的比热都 处在温度平衡状态的各种大小不同的分子 相等的实验结果，推断出“ ，都具有相同的活力[动能]”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
静态原子模型对物质性质给出合理解释
玻意耳定律—羊毛理论 牛顿—如果流体由相互离散的粒子组成，密度正比于压力，则各粒
原子的永恒性？ 子的离心力反比于它们中心的距离（原子的永恒性？）
“热质说”和动态气体模型
伯努利：原子运动，遇到障碍发生碰撞
近代原子论
准动态原子模型
胡克：组成物体的各个微粒都在其平衡位置附近作不息的振动 欧拉：沉浸在以太中的气体微粒处在不停的转动之中
原子论的历史
古代原子论思想
中国： 八卦：天、地、雷、风、水、火、山、泽 五行：金、木、水、火、土 道家学说、“元气” 古希腊： 泰勒斯—水 比泰戈拉—数 柏拉图—三角形（正十二面体问题）
原子论的历史
种子论和原子论
——“无限分割以后的基本单元是什么，具有什么性质”
种子论：阿那克萨戈拉
—结合物中包含着很多各式各样的东西，即万物的“种子”，带有各种形
正路，有的由于冲撞而向后退
—古罗马，重新宣扬了原子论
近代原子论
中世纪宗教神学的统治 VS 伽利略公开赞同原子论 法国迦森迪重申原子学说
原子有不同的大小、形状和重量，而颜色、冷热以及其他的质不是原子 所固有的，这是复杂物的属性…原子本身具有两种运动，一种取决于原 子本身的重量，一种取决于打击或者碰撞；原子是上帝从一开始创造出 来的物质的原初形式
S = k ln W
进入原子内部
1897年，汤姆逊发现、确定电子为一种新微粒，之前
法拉第观测低压气体放电—阴极射线 法国南希大学布隆德洛 N射线 —美国伍德打假
已有的认识：原子得失电荷只能是基本单元的整数倍； 以太的激荡或一种新的辐射 汤姆逊：射线的传播速度小于光速 佩兰：收集到射线的电荷——粒子性
贝克勒耳通过荧光材料验证（硫酸铀铣钾）：意外收获— —”铀射线” 居里夫人：铀、钍、钋、镭
卢瑟福
在铀射线中发现了α射线和β射线（维拉德发现γ射线） 钍化合物放射性研究：
①三种射线 ②半衰期③新的气体物质（氡的同位素）
推翻了原子永恒不变的传统观念！！ 同时也带来了“发射性能量从何而来” 的困惑！！
物理学理论的适用范围
近代物质科学
南京大学材料科学与工程系 2007年9月
参考书目
《近代物理概论讲义》中央广播电大出版 《近代物理》杨桂林等 科学出版社
《原子论的历史和现状》关洪 北京大学出版社
《从X射线到夸克》埃米里奥赛格雷 上海科学
技术文献出版社
《近代物理学基础 上下册》R.T. Weidner R.L.
Sells 高等教育出版社
经典物理学的危机
开始于“两朵乌云”：迈克耳逊-莫雷（以太漂移）
实验和黑体辐射 —以太漂移实验的零结果 —对比热和热辐射定律研究中出现了“紫外灾难”
蔓延于“乌云密布”
—辐射的量子性质问题，如黑体辐射、光电效应 —原子的内部问题：如原子光谱、X射线、X粒子散射等
近代物理的发展
得益于原子物理的研究 “原子物理的研究和发展为量子力学的诞 生和发展奠定了坚实的基础，反过来，原子 与分子物理、化学性质的诠释却完全依赖于 量子力学的概念和理论。”
速度和尺寸是选用不 同理论的依据 各种理论之间没有明 确的界限 存在现有理论的盲区
预备知识（1）—对应原理
1923年玻尔提出：物理学上任何一种新理论 ，不论它的特性或细节如何，当把它应用于 普遍性较小的理论所适用的情况时，这种新 理论必定可化为与它相对应的已牢固确立的 经典理论。 ——这就是说可把旧的有局限的理论视为新的 一般的理论的一个特殊近似！
假设两列波振幅相同则合成波 y = Asin(ω1t k1x) + Asin(ω2 t k 2 x) k k ω +ω k +k 2 t- 1 2 x)sin( 1 2 t- 1 2 x) 2 2 2 2 dω dk = 2Acos( t- x) sin(ω t-kx) 2 2 第一个因子代表包络线第二个因子代表平均的分波 = 2Acos( 1 以相速度v相 = ω / k，而群速度 v群 = dω / dk = d（v相 k） dk = v相 + k / dv相 dk
第一章 原子论的历史
经典物理学和近代物理
经典物理学三大理论体系 机械运动—牛顿定律 热运动——热力学与经典统计物理 电磁场运动—麦克斯韦经典电动力学
近代物理的两大支柱
狭义相对论和量子力学，诸多分支：原子物理、 原子核物理、固体物理等
经典物理的辉煌
牛顿力学建立后，被顺利地推广到刚体和流体。到 了19世纪，热力学、统计力学和电动力学也建立起 来了。古典物理学在科学与技术的各个领域得到了 广泛的应用，取得了巨大的成功。1846年海王星的 发现又完全证实了根据牛顿理论所作出的预言。19 世纪40年代能量守恒定律的发现，揭示了各种物质 运动形式之间的转化关系，从而把力学、热学、电 学、化学等联系在一起。牛顿力学成为各门科学的 牛顿力学成为各门科学的 理论基础，这样，大至日月星辰、小到原子分子， 理论基础 似乎无不被牛顿体系所包罗。大部分人认为，物理 大部分人认为， 大部分人认为 学大厦已经最终建成， 学大厦已经最终建成，剩下的工作只是把物理常数 的测量弄得再准确一些。 的测量弄得再准确一些