北京哪里有好的白癜风医院 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy我们生活的世界,物质是由什么构成的?古人很早就开始研究物质是连续的还是不联系的。每当我们看到流水时,似乎物质是连续的,但是如果你抽刀断水,水又可以被拦腰切断,似乎世界又可以被无限切分,又是不连续的。构成世界的物质的最小单位是什么?组合结构又是咋样的?这样的组合结构能有什么作用?现在我们都知道了构成物质的是分子。关于分子很重要的一点是分子是保持物质化学性质的最小粒子,是能够独立存在的。而分子是由原子构成的,单质分子由相同元素的原子构成,化合物分子由不同元素的原子构成。化学变化的实质就是不同物质的分子中各种原子进行重新结合。原子是化学变化中最小的微粒,但是原子并不是构成物质的最小粒子,原子是由什么构成的呢?原子结构现在我们都知道:原子是由原子核和核外电子构成的,而原子核又是中子和质子构成的。早在古希腊时代,亚里士多德就曾写下史上第一本被称作《物理学》的书,他企图借由四元素解释物体的运动(以及落体现象)。亚里士多德相信所有物质都由以太,或另外的四元素所组成:土、水、风、火。而中国的五行说是:金、木、水、火、土,现在依然在使用,广泛用于风水,占卜,中医等。根据亚里士多德理论,这四个元素能够相互转换,并且朝向它们各自的自然位置移动。因此,石头往宇宙中心(即地球中心)坠落,但火总是往地球外围靠近。00:08古希腊时代的哲学家留基伯和他的学生德谟克利特是历史上首先提出原子论的人,他们主张:所有物质都由原子和虚空组成,认为:任何一切物质皆由各种不可分割的称为原子的元素所组成。留基伯的著作基本上都消失了,而德谟克利特的也剩下只言片语。不过他们的原子论思想留了下来。现代科学诞生后,牛顿就曾经尝试用气体原子冲入虚空来解释气体的膨胀。牛顿道尔顿利用原子相对质量来解释了化学元素质量比的难题。原子是构成物质的最小单位的观点开始广泛的流传起来。但反对的声音从来没有消停过。以恩斯特·马赫为首的一些学者提出了质疑,他们认为,不可以把不能被直接观察到的东西写到理论当中去。马赫而原子其实就是我们观察不到的东西。这样的质疑几乎充斥着整个19世纪和20世纪初。天才物理学家玻尔兹曼曾利用原子假说建立了热力学理论,但这个理论一直被当时的学者们所诟病。最终,玻尔兹曼无法忍受这些非难,而选择了自杀。玻尔兹曼物理学家对粒子的定义是从粒子与周围事物的关系开始的,J.J.汤姆逊在研究阴极射线时,通过加磁场、电场,发现阴极射线在磁场和电场中发生偏转,而且可判断带负电。J.J.汤姆逊通过当时已有的理论进行计算,得出电子的质荷比,成为第一个发现电子的人。阴极射线管如果你这个时候要去问J.J.汤姆逊电子到底长什么样子?他可能会说:这重要么?我只要知道电子和周围相互作用现象就可以了。说白了,J.J.汤姆逊的实验只是发现了电子和荧光屏,电场,磁场之间的关系,再利用公式推出电子本身的性质。而没有触及到:电子本身的样子。后来,关于粒子所有的实验,都没有能够触及到粒子本身的样子,实验的现象都是基于粒子与周围事物的关系而产生的,再套用公式去得出我们想要的物理量。有趣的是,J·J·汤姆森证明“电子是粒子”,获得年的诺贝尔物理学奖;而他的儿子G·P·汤姆森证明了“电子是波”,获得了年的诺贝尔物理学奖。在早期的放射性研究中,卢瑟福已经发现放射性物质所发出的射线实际属于不同的种类,他把带正电的命名为α射线,把带负电的命名为β射线,把那些不受磁场影响的电磁波称为γ射线。年,卢瑟福用α粒子轰击原子,发现了原子核的存在,从而建立了原子的核式结构模型,也就是行星模型。卢瑟福如果原子有核,那么原子核是由什么构成的呢?由于原子表现出电中性,电子带负电,那么,原子核一定是带正电的,其带电量与核外电子所带负电量一样。年,卢瑟福用阴极射线轰击氢,结果使氢原子的电子被打掉,变成了带正电的阳离子,它实际上就是氢的原子核。卢瑟福推测,它就是人们从前所发现的与阴极射线相对的阳极射线,它的电荷量为一个单位,质量也为一个单位,卢瑟福将之命名为质子。年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,结果发现有质子从氮原子核中被打出,而氮原子也变成了氧原子。这可能是人类第一次真正将一种元素变成另一种元素,几千年来炼金术士的梦想第一次成为现实。但是,这种元素的嬗变暂时还没有实用价值,因为几十万个粒子中才有一个被高能粒子打中。到年,卢瑟福已经从许多种轻元素的原子核中打出了质子,进一步证实了质子的存在。发现了电子和质子之后,人们一开始猜测原子核由电子和质子组成,因为α粒子和β粒子都是从原子核里放射出来的。但卢瑟福的学生莫塞莱(—年)注意到,原子核所带正电数与原子序数相等,但原子量却比原子序数大,这说明,如果原子核只由质子和电子组成,它的质量将是不够的,因为电子的质量相比起来可以忽略不计。基于此,卢瑟福早在年就猜测可能还有一种电中性的粒子,预言了中子的存在。卢瑟福并没有因此获得物理学诺贝尔奖,但是他在年,获得过诺贝尔化学奖。卢瑟福的伟大不仅在科学研究上,卢瑟福还是一位非常伟大的教育家,在他门下获得诺贝尔奖的学生和助手就有近十个。比如:著名的量子力学创始人波尔、中子的发现者查德威克、电子波动性的证明者G·P·汤姆森、正电子的发现者布莱克特等等。现在我们知道,原子核一般由中子和质子构成,所以不得不佩服那一代科学家的远见。查德威克卢瑟福的另一位学生查德威克(—年)就在卡文迪许实验室里寻找这种电中性粒子,他一直在设计一种加速办法使质子获得高能,从而撞击原子核,以发现有关中性粒子的证据。年,他准备对铍原子进行轰击,因为它在α粒子的撞击下不发射质子,有可能分裂成两个α粒子和一个中子。与此同时,德国物理学家波特及其学生贝克尔已经先走一步。从年开始,他们就在做对铍原子核的轰击实验,结果发现,当用α粒子轰击它时,它能发射出穿透力极强的射线,而且该射线呈电中性。但他们断定这是一种特殊的γ射线。在法国,居里夫人的女婿和女儿约里奥—居里夫妇也正在做类似的实验,波特的结果一发表,就被他们进一步证实了,但他们也误认为新射线是一种γ射线。这一年是年,见到德国和法国同行的实验结果后,查德威克意识到这种新射线很可能就是多年来苦苦寻找的中子。他立即着手实验,花了不到一个月的时间,就发表了“中子可能存在”的论文。他指出,γ射线没有质量,根本就不可能将质子从原子核里撞出来,只有那些与质子质量大体相当的粒子才有这种可能。其次,查德威克用云室方法测量了中子的质量,还确证了中子确实是电中性的。中子就这样被发现了。约里奥—居里后来谈到,如果他们去听了卢瑟福于年在法国的一次演讲,就不会坐失这次重大发现的良机,因为卢瑟福那次正好讲到自己关于中子存在的猜想。查德威克由于发现中子而获年度诺贝尔物理奖。原子结构
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