1、自我介绍,姬中华, 副教授，博士，硕士生导师山西大学 激光光谱研究所 学习工作经历：*2002.92006.7 山西师范大学 物理学 本科；2006.92012.7山西大学 光学专业 硕博连读；2012.7今 山西大学激光光谱研究所 讲师；2013.92014.9 英国杜伦大学（Durham University）物理系联合量子研究所博士后；Email: Office：光电所527，7113828 Webpage:,What you do today will induce what will happen tomorrow.,考试周,总结,复习,教学,。,About 原子物理学,教材与参考书
2、,参考书：1. 杨福家，原子物理学，2. 褚圣麟，原子物理学，3. 赵凯华，量子物理（新概念物理教程）（研究生学力）:Christopher，J. Foot， “Atomic physics”（博士生学力）：C. Cohen-Tannoudji& D.Guery-Odelin（著），王义遒，周小计（译），“Advances in Atomic Physics: An overview(原子物理学进展通论)”,About 原子物理学,教材与参考书预习和自习的重要性课件习题学习中的二八定律 （自学时间80%与听课时间20%，学习内容80%与考试内容20%，平常成绩20%与考试成绩80%，学习与思考
3、）错误学习效果考核,课程考核,总成绩=0.8*考试成绩+0.2*平时成绩，平时成绩=定期作业+不定期考勤+其他,绪论,一、什么是原子物理学？二、原子物理学的发展 2.1、早期的原子论 2.2、原子物理学的创立时期 2.3、原子物理学的大发展时期三、原子物理学的地位与作用四、学习原子物理学中应注意的问题五、教学内容,物理学是研究物质运动的最一般规律和物质基本结构的科学。原子物理学主要研究物质的一个层次；这个层次介于分子和原子核两层之间，称为原子。原子概念的提出已有两千多年的历史，但我们讲授的原子物理学是在20世纪初开始形成的一门学科，它随着近代物理学的发展而发展起来的。,一、什么是原子物理学？,
4、二、原子物理学的发展,1、朴素原子论的形成 “原子”一词来自希腊文，意思是“不可分割的”。在公元前4世纪，古希腊物理学家德漠克利特（Democritus）提出这一概念，并把它当作物质的最小单元。 差不多在同时代的亚里士多德(Aristotle), 阿那萨古腊(Anaxagoras)等人却反对这种物质的原子观，他们认为物质是连续的，可以无限止地分割下去。这种观点在中世纪时代占优势。,随着实验技术的发展，物质的原子观在16世纪之后又为人们所接受，著名学者伽利略（Galileo Galilei）、笛卡尔（Rene Descartes）、玻意儿（Robert Boyle）、牛顿（Isaac Newto
5、n）都支持这样的观点。,在我国，早在战国时期（公元前476-221年）就出现了与上述相似的两种观点。主张物质不可无限分割的一派墨家在墨纪中曾记载：“端：体之无序最前者也”。意思是“端”是组成物体的不可分割的最原始的东西。“端”就是原子的概念。端为什么不可分割呢？因为“端是无同也”，意思是说一个“端”里，没有共合的东西，所以不可分割。,主张物质可以无限分割的是以公孙龙为代表的。他说过一句名言：“一尺之棰，日取其半，万世不竭”。近几百年来物理学一直考验这句名言的正确性。公孙龙在二千多年前的臆想，正在不断得到现代科学的支持。,物质的分割与组成,物质组成的哲学思考无限分割与不可分割物质性质的尺寸效应宏
6、观、介观与微观 纳米结构与量子器件,from IBM laboratory,微观世界的操控,Xenon on Nickel (110)在1989年, Don Eigler 博士利用使用了35个xenon原子写出了I-B-M,微观世界的操控,图片来源于网络,2、原子物理学的创立时期,19世纪末，人们开始正确地认识到原子只不过是物质结构的一个层次。导致这一结论的重要发现有：1806年，法国普鲁斯脱（J. L. Proudt）发现化合物分子的定组成定律1807年，英国道尔顿（J. Dalton）发现倍比定律，并提出原子论1808年，法国盖.吕萨克（J. L. Gay-Lussac）发现气体化合时，各
7、气体的体积成简比的定律，并由此认为元素气体在相等体积中的重量应正比于它的原子量,1811年，意大利阿伏加德罗（A. Avogadro）提出阿伏加德罗假说，同体积气体在同温同压下含有同数之分子1826年，英国布朗（R. Brown）观测到液体中悬浮微粒作无规则的起伏运动1833年，英国法拉第（M. Faraday）提出电解定律，并把化学亲和力归为电力1869年，俄国门捷列夫提出元素周期律,3、原子物理学的大发展时期,在1895、1896和1897年，相继发现了X射线、放射性和电子，揭开了近代物理学的序幕。电子的发现以及接着E. Rutherford的核式结构模型、N. Bohr的原子量子理论使原
8、子物理学开始了新篇章。 1895年，阴极射线和X射线发现 1896年，Bequeral发现天然放射性 1897年，汤姆孙（Thomson）发现电子 18981907年，英国物理学家Thomson提出第一个原子模型：原子是一个半径为10-8cm的带正电的球体，电子散布在其中。,1909年，发现原子的Thomson模型与粒子被金属薄膜散射的实验结果相矛盾，模型无法解释大角度粒子的散射。 1911年，卢瑟福（E. Rutherford）为了解释大角度粒子散射实验结果，提出一个新的原子模型：认为原子是一个非常小（10-12cm）的带正电的居于中心位置的原子核和分布在距它很远的核外空间（ 10-8cm
9、）的电子组成。由于电子的质量很小，原子的全部质量实际上集中在原子核里。 1913年，Thomson发现稳定同位素 1913年，玻尔（N. Bohr）提出原子的量子理论,三、原子物理学的地位与作用,原子物理学研究物质的微观结构，这是更深入更基本的物理学问题。要揭示很多宏观现象与规律的本质，非从微观结构考虑不可。 原子物理学不仅对进一步认识物质微观结构起非常重要作用，而且在化学、天体物理学、生物科学等也有重要作用。,四、学习原子物理学中应注意的问题,1、原子物理学是研究微观体系的物理过程 微观体系遵从它特有的规律，不能直接观测，所以不象宏观物体的运动一样，具有直观性。2、原子物理学是一门实验性科学 物理学是一门实验性科学，原子物理学更是如此。一切理论的建立都必须以实验为基础。并遵从“实验理论实验”的发展原则。,密立根（Robert Milikan ）1923年在Nobel领奖台上讲： “科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验。有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能前进。在实验过程中寻找新的关系，上升为理论，然后再在实践中加以检验。”,
