《放射物理学》课程教学课件（打印版）第一章 原子物理基础 1.1 原子结构

。第一章原子物理基础

原子物理发展史

、古人（公元前后几百年)对物质结构的探 讨与认识。 国外，古希腊，B.C.400年，二种代表性观点： 德膜克利特认为： 物质由不可分割的最小部分（原子）组成。 亚里多士德认为： 物质由土、火、空气与水组成，物质是无限可 分的。 中国，B.C.475-221年，战国时期也有二种类 似的代表性观点： 墨翟，墨经中，‘端，体之无序最前者也 (“端”是组成物体的不可分割的最原始的东西 (“最前者”，端即原子的概念) 公孙龙，‘一尺之棰，日取其半，万世不竭

另外，还有五行说： ‘物质由金、木、水、火、土构成 阴阳说：‘物质由阴、阳二气组成 等等。 由于古代生产力、科技落后，以上认识 只能是一些猜想，无法验证。 从BC几百年一直到1800年左右，人类对 物质结构认识发展很慢，基本停留这种猜想 水平上

。2.19世纪的发现： 物质的原子学说： 承认所有的化学元素是由原子所组成。1806法 国普鲁斯特定比定律、倍比定律(1807，道尔顿) 热的原子学说： 布朗运动等规律，吕萨克、波耳兹曼等，利用原 子的运动碰撞解释热力学定律。 电的原子学说： 法拉第电解定律(1883年)，自然界存在着带电 的原子

。3.19世纪末一20世纪初，在大量新实验、新发现的 基础上，建立了严格的原子物理理论一量子力学。 )重大实验发现有： 1869,周期表发现，.门捷列夫 1879. 克鲁克斯以实验说明阴极射线是带电粒子， 为电子发现奠定基础 ~1883,法拉第提出电解定律，推出：1mo任何原子 的单价离子均带有相同的电量，联想到电荷存在最小 的单位 1885, 氢原子光谱规律发现，巴耳末 1891, 斯通尼提出用“电字”来命名这些电荷的最小单 位 1895, X射线发现，伦琴 1896, 放射线发现，贝克勒耳 1897, 电子发现，汤姆逊

三大发现揭开了近代物理的序幕。 )1890,黑体辐射理论（能量子）建立，普朗 克 1911,原子核式结构建立，卢瑟福 1913,玻尔量子理论建立，玻尔 此时，原子物理学开始了新的篇章，原子物 理学的发展导致了量子理论和量子力学的诞 生。 1925前后，量子力学建立， 至此，对原子这一层次的认识，从实验到理 论才获得比较完全的认识

4.20世纪初至现在，对物质结构的认识不断地深 入，原子-原子核-基本粒子夸克.，现在对物质 结构越深入，实验就越困难。 ÷整个宇宙各层次的尺寸单位m 10+26宇宙 10+20 银河系 10+12 |日地距离 10+6地球半径 10+0 人 10-3|尘埃 10-6可见光波长 10-10 「原子 10-15 原子核 10-181 电子

第一节 原子结构 1.1背景知识 一.原子的质量 1.原子质量单位和原子量 各种原子的质量各不相同，常用它们的相对值原子量。 原子质量单位： 1u=2C的质量=1.66054×10=kg 原子量：原子包含1个原子质量单位(1u)数 H: 1.0079 C: 12.011 O: 15.999 Cu: 63.54

2.原子质量 元素X的原子质量为：M(X)=4)=Au N A:一摩尔原子以克为单位的质量数（原子量）。 N表示阿佛加德罗常数，N4=6.022×1023/mol 对氢原子：M1=1.67367×10-27kg 3、阿佛加德罗常数N N是联系微观物理量与宏观物理量的纽带。 例：①NAk=R普造气体常数R,k:玻尔兹受常数 ②NAe=F法拉第常数F=96486.7C/mol 微观物理量通过NA这个大常数与宏观物理量联系，告诉我们原子和 分子实际上是多么的小