Fizyka atomowa - Atomic physics


Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Fizyka atomowa jest dziedzina fizyki badająca węgla jako pojedyncze układu elektronów i jądra atomowego . To dotyczy przede wszystkim z układem elektronów wokół jądra i procesów za pomocą których te rozwiązania zmieniają. Ten zawiera jony , obojętnych atomów i, o ile nie podano inaczej, to można przyjąć, że określenie atom zawiera jony. [Potrzebne]

Termin fizyka atomowa może być związane z energią jądrową i broni jądrowej , ze względu na synonimem stosowania atomowej i jądrowej w standardowym angielskim . Fizyków rozróżnić fizyczne atomowej - który dotyczy atomu jako systemu składające się z jądra i elektronów - i Fizyki Jądrowej , która uważa jąder atomowych sam.

Podobnie jak w wielu dziedzinach nauki, ścisłe rozgraniczenie może być bardzo wymyślony i fizyka atomowa jest często rozpatrywane w szerszym kontekście fizyki atomowej, molekularnej i optycznej . Grup badawczych fizyki są zwykle tak sklasyfikowany.

Wyizolowane atomy

Fizyka atomowa głównie uważa węgla w izolacji. Modele atomowe składa się z jednego jądra, które mogą być otoczony przez jedną lub więcej związanych elektronów. Nie dotyczy tworzenia cząsteczek (chociaż większość fizycznych jest identyczne), ani nie bada węgla w stanie stałym jako skondensowanej . Jest to związane z procesami, takimi jak jonizacji i pobudzenia przez fotony lub zderzeń z cząsteczkami atomowych.

Natomiast atomy Modelowanie w izolacji nie może wydawać się realne, jeśli weźmie się pod uwagę węgla w gazie lub plazmie wówczas terminu dla interakcji atom-atom są ogromne w porównaniu do procesów atomowych, które są powszechnie uznawanych. Oznacza to, że poszczególne atomy mogą być traktowane tak, jakby każdy był w izolacji, ponieważ ogromna większość czasu są. Przez to uwagę fizyka atomowa dostarcza podstawowych teorii w fizyce plazmy i fizyki atmosfery , chociaż zarówno czynienia z bardzo dużej liczby atomów.

Elektroniczna Konfiguracja

Elektrony tworzą hipotetycznych muszli wokół jądra. Są to zwykle w stanie podstawowym , ale może być wzbudzany przez absorpcję energii ze światła ( fotonów ), pola magnetyczne lub interakcji z cząstką zderzającego (zwykle jonami lub innymi elektrony).

W modelu Bohra przejście elektronu z n = 3 na powłoce n = 2 przedstawiono, w którym emitowany jest foton. Elektron z powłoki (n = 2), musi być wcześniej usunięta przez jonizację

Elektrony, które zamieszkują powłokę Mówi się, że w stanie związanym . Energia potrzebna do usunięcia elektronu z skorupy (biorąc do nieskończoności) nazywa się energia wiązania . Każda ilość energii pochłanianej przez elektrony powyżej tej wartości przekształca się w energię kinetyczną w zależności od zachowania energii . Atom mówi się, że zostały poddane procesowi jonizacji .

Jeżeli elektronów pochłania ilość energii mniejszym niż energia wiązania, zostaje ona przeniesiona do stanu wzbudzonego . Po pewnym czasie, elektrony w stanie wzbudzonym „przeskakuje” (ulegają przemianie) do niższego stanu. W neutralnym atomu system emitują fotony o różnicę energii, ponieważ energia jest zachowana.

Jeżeli wewnętrzny elektron absorbowane niż energia wiązania (tak, że atom jonizuje), a następnie więcej zewnętrznych elektronów może być poddany przemianie do napełnienia wewnętrznego orbitalnej. W tym przypadku widać fotonów lub charakterystyka rentgenowskie są emitowane, albo zjawisko znane jako efekt Augera może mieć miejsce, gdzie uwolniona energia jest przekazywana do innego związanego elektronów, powodując że do wejść kontinuum. Efekt przenośnik pozwala na mnożenie jonizacji atom z pojedynczego fotonu.

Są raczej ścisłe reguły wyboru co do konfiguracji elektronicznych, które mogą być osiągnięte przez wzbudzenia światłem - jednak nie istnieją takie zasady wzbudzania procesami kolizji.

Historia i rozwój

Jednym z pierwszych kroków w kierunku fizyki atomowej było uznanie, że sprawa została złożona z atomów . Stanowi ona część tekstów pisanych w 6 wieku pne do 2 wieku pne, takich jak te z Demokryta lub waiśeszika Sutra napisany przez Kanad . Teoria ta została później rozwinięta we współczesnym znaczeniu tego podstawowej jednostki z pierwiastka chemicznego przez brytyjski chemik i fizyk John Dalton w 18. wieku. Na tym etapie nie wiadomo, co atomy są chociaż mogą być opisane i klasyfikowane pod względem ich właściwości (w masie). Wynalezienie układu okresowego pierwiastków według Mendelejewa to kolejny wielki krok naprzód.

Prawdziwy początek fizyki atomowej jest oznaczony przez odkrycie linii widmowych i próbuje opisać to zjawisko, zwłaszcza przez Joseph von Fraunhofer . Badania te doprowadziły do linii modelu atomu Bohra i do narodzin mechaniki kwantowej . Starając się wyjaśnić widma atomowe całkowicie nowy model matematyczny materii została ujawniona. Miarę atomów i ich powłok elektronowych dotyczyły, nie tylko to przynieść lepsze ogólny opis, czyli modelu Orbital , ale również nowej podstawy teoretyczne do chemii ( chemii Quantum ) i spektroskopii .

Od II wojny światowej , oba pola teoretyczne i doświadczalne zostały rozszerzone w szybkim tempie. Można to przypisać do postępu w technologii obliczeniowej, która pozwoliła większe i bardziej wyrafinowane modele struktury atomowej i związanych procesów kolizji. Podobne technologiczny postęp w akceleratorach, detektory, wytwarzanie pola magnetycznego i laserów znacznie wspomaga pracę eksperymentalną.

Znaczące fizyków atomowych

Zobacz też

Referencje

Bibliografia

  • Bransden, BH; Joachain, CJ (2002). Fizyka atomów i cząsteczek (wyd. 2). Prentice Hall. ISBN  978-0-582-35692-4 .
  • Stopa, CJ (2004). Fizyka atomowa . Oxford University Press. ISBN  978-0-19-850696-6 .
  • Herzberg Gerhard (1979) [1945]. Atomic Spectra i struktura atomowa . Nowy Jork: Dover. ISBN  978-0-486-60115-1 .
  • Condon, EU & Shortley, GH (1935). Teoria Atomowej Spectra . Cambridge University Press. ISBN  978-0-521-09209-8 .
  • Cowan, Robert D. (1981). Teoria struktury atomowej i Spectra . University of California Press. ISBN  978-0-520-03821-9 .
  • Lindgren, I. i Morrison, J. (1986). Atomic Theory wielu ciał (druga red.). Springer-Verlag. ISBN  978-0-387-16649-0 .

Linki zewnętrzne