综合(高中)物理-高中(综合)-德谟克利特:原子的原理
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德谟克利特:原子的原理【摘要】德谟克利特是古希腊著名的哲学家和科学家,他提出了原子的理论,认为世界是由原子构成的。
他认为原子是不可分的最小单位,它们以不同的形状和大小存在,并通过运动和碰撞来构成物质。
德谟克利特还指出,原子之间存在空隙,这解释了物质的可压缩性。
德谟克利特的原子理论深刻影响了后来的科学发展,为现代原子论的建立奠定了基础。
通过对原子的研究,我们能更深入地理解物质的本质和运行机制。
【关键词】关键词:德谟克利特、原子的原理、原子理论、不可分性、运动、碰撞、空隙、形状、大小、总结1. 引言1.1 德谟克利特:原子的原理简介德谟克利特(460-370 BC)是古希腊著名的哲学家、自然学家和医生,他被认为是原子论的创始人之一。
原子论是一种描述物质的基本单位是不可分割的原子的学说,德谟克利特提出了许多关于原子结构和性质的理论。
在德谟克利特看来,原子是构成一切事物的基本粒子,它们是永恒不灭的,并且不可分割的。
他认为,不同种类的原子有不同的形状和大小,它们通过运动和碰撞来形成不同的物质。
德谟克利特还指出,原子之间存在一定的空隙,这些空隙导致了物质的可压缩性和可变性。
德谟克利特的原子理论在古代受到广泛的关注和批评,但它为后来原子学说的发展奠定了基础。
通过研究德谟克利特的原子理论,我们可以更好地理解物质的基本结构和性质,这对于现代科学的发展有着重要的意义。
在接下来的内容中,我们将更详细地探讨德谟克利特的原子理论及其相关观点。
2. 正文2.1 德谟克利特的原子理论德谟克利特的原子理论是古代希腊哲学家德谟克利特对原子的理论观点。
他认为,一切物质皆由原子构成,原子是一种永恒不可分割的微小粒子,是构成世界万物的基本单位。
德谟克利特将原子比作不可再分的、坚固的实体,是构成一切物质的基本元素。
德谟克利特的原子理论认为,原子在空间中以不同的方式组合形成不同的物质。
他主张,物质是由原子在一定空间中排列组合形成的,不同物质的性质由原子的组合方式决定。
德谟克利特:原子的原理德谟克利特:原子的原理赫拉克利特开创了一个永无休止的运动概念。
可是,我们到底怎样才能领人信服地解释变动不居的世界呢?显然,解释的基本性质,应该是它的立论点本身不能是游移不定的。
我们已经知道首先致力于解决这个问题的是早期的米利都学派了。
此后,也是有一位米利都学派的思想家对此作出了最后的答案。
此人就是原子论之父留基波(Leucippus)。
留基波的鼎盛期约公元前440年(1)。
他不仅继承了与米利都相联系着的科学理性主义哲学,而且也受到了巴门尼德和芝诺很大的影响。
可是,关于他,人们知道得非常少。
因此,人们在提到原子论的创始者时,通常总是将留基波与德谟克利特(Democritus,约公元前460年—前370年)相提并论,或大多挂靠在德谟克利特的名下。
德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera)。
他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。
德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。
据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。
在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。
德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。
虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活,因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。
据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。
他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。
德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。
1.原子与虚空留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。
他们的观点极其有似于近代科学的观点,并且避免了大部分古希腊的暝想所常犯的错误。
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可是,我们到底怎样才能领人信服地解释变动不居的世界呢?显然,解释的基本性质,应该是它的立论点本身不能是游移不定的。
我们已经知道首先致力于解决这个问题的是早期的米利都学派了。
此后,也是有一位米利都学派的思想家对此作出了最后的答案。
此人就是原子论之父留基波(Leucippus )。
留基波的鼎盛期约公元前440 年(1)。
他不仅继承了与米利都相联系着的科学理性主义哲学,而且也受到了巴门尼德和芝诺很大的影响。
可是,关于他,人们知道得非常少。
因此,人们在提到原子论的创始者时,通常总是将留基波与德谟克利特(Democritus ,约公元前460 年—前370 年)相提并论,或大多挂靠在德谟克利特的名下。
德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera )。
他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。
德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。
据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。
在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。
德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。
虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活, 因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。
据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。
他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。
德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。
1.原子与虚空留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。
高三物理原子论知识点在高三物理学习中,原子论是一个重要的知识点。
原子论是指将物质看作是由不可再分的微小颗粒组成的学说,它对于解释物质的性质和变化有着重要的意义。
下面将介绍一些高三物理原子论的基本概念和相关知识点。
1. 原子的结构原子由原子核和绕核电子组成。
原子核带正电荷,由质子和中子组成。
质子的电荷为正电荷,中子不带电荷。
绕核电子带负电荷,并围绕在原子核外部。
原子的质量主要集中在原子核中。
2. 原子的性质(1)原子的质量数:原子核中质子和中子的总数称为原子的质量数,用符号A表示。
(2)原子的原子序数:原子核中质子的个数称为原子的原子序数,用符号Z表示。
(3)同位素:具有相同原子序数但质量数不同的原子称为同位素。
同位素具有相同的化学性质,但物理性质可能有所不同。
(4)电离:当原子失去或获得电子时,称为电离。
形成的带电原子称为离子。
3. 原子的能级和电子排布原子的电子存在能级,不同能级的电子具有不同的能量。
电子按照能级依次填充,能级越靠近原子核,能量越低。
根据泡利不相容原理、阿贝尔定则和洪特规则,电子填充原则可以总结为基态电子配置和朗道规则。
4. 光谱学和原子的激发态光谱学研究物质通过吸收和辐射光的现象。
当原子吸收足够能量时,电子会从低能级跃迁到高能级,形成激发态。
激发态电子会发生自发辐射,跃迁回到低能级,同时释放能量。
5. 原子的晶体结构晶体是由原子或离子按照一定的规则堆积而成的有序固体。
晶体的结构可以分为简单晶格和复式晶格。
晶体的结构决定了它的物理性质和化学性质。
6. 原子核的衰变与放射性原子核具有放射性,并且在一定的条件下会发生衰变。
衰变可以分为α衰变、β衰变和γ衰变。
放射性物质具有自发地放射出粒子或电磁辐射的性质。
以上是关于高三物理原子论知识点的简要介绍。
通过学习原子论,我们能够更好地理解物质的组成和性质变化,为深入理解更高层次的物理理论打下坚实的基础。
在备考高考物理时,对原子论的掌握和理解是必不可少的。
《原子的构成》讲义一、原子的发现在人类探索物质世界的漫长历程中,对原子的认识经历了一个逐渐深入的过程。
早在两千多年前,古希腊哲学家德谟克利特就提出了“原子”的概念,他认为物质是由不可再分的微小颗粒——原子组成。
然而,这仅仅是一种哲学上的思辨,缺乏科学的实验依据。
直到 19 世纪初,英国科学家道尔顿提出了近代原子学说,他认为原子是构成物质的基本粒子,且不可再分。
但随着科学技术的不断进步,人们逐渐发现原子并不是不可分割的。
1897 年,英国物理学家汤姆逊发现了电子,这一发现打破了原子不可再分的观念。
汤姆逊提出了“葡萄干布丁”模型,认为原子就像一个带正电的布丁,电子则像葡萄干一样镶嵌在其中。
二、原子的构成现代科学研究表明,原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。
原子核带正电荷,由质子和中子组成。
质子带正电荷,中子不带电。
质子的数量决定了原子的种类,我们将其称为原子序数。
电子带负电荷,围绕着原子核高速运动。
电子的数量与质子数相等,使得原子整体呈电中性。
原子核的体积很小,但却集中了原子的绝大部分质量。
如果把原子比作一个巨大的体育场,原子核就如同场中央的一只蚂蚁。
三、质子质子是原子核中的重要组成部分,其质量约为16726×10⁻²⁷千克。
每个质子都带有一个单位的正电荷,其电荷量为1602×10⁻¹⁹库仑。
不同元素的原子,质子数不同。
例如,氢原子的原子核中只有一个质子,而氧原子的原子核中有 8 个质子。
四、中子中子的质量与质子相近,也约为 16726×10⁻²⁷千克。
中子不带电,它在原子核中起着稳定原子核结构的作用。
对于同一元素的不同原子(同位素),质子数相同,但中子数不同。
比如氢元素有氕、氘、氚三种同位素,氕原子没有中子,氘原子有一个中子,氚原子有两个中子。
五、电子电子的质量非常小,约为 9109×10⁻³¹千克,只有质子质量的1/1836。
德谟克利特和古希腊的原子论留基伯留基伯( Leucippus ,前500 —前440 ),生于希腊米利都,古希腊唯物主义哲学家,原子论的奠基人之一。
留基伯和他的主要继承者德谟克利特,把单位自然观更推进一步,并且从生物界扩大到物理世界,提出了原子说。
他们认为,世间万物都是由不可分割的物质即原子组成。
宇宙间的原子数是无穷无尽的,它们的大小、形状、重量等都各自不同,并且不能毁灭,也不能创造出来。
他们把宇宙的形成解释为:宇宙间的原子在虚空中永远运动着,由于旋涡式的运动,把大的一些原子赶到旋涡中心而形成了地球,而较细小的水、气、火等原子被赶到空间,产生了环绕地球的旋涡运动。
地球以外的大原子聚在一起形成湿块,靠它们通过旋涡时的运动变得干燥而燃烧起来形成天体。
原子论者认为,生命是从一种原始的粘土中发展起来的,一切生命都是如此。
人是宇宙的缩影,因为人含有各式各样的原子。
人的呼吸是不断地把原子从人体中排出去,又不断地从空气中吸入人体,因此呼吸停止,生命便结束了。
原子论的宇宙观是完全机械的,认为万物都是预先决定的。
原子论是现代科学的基石,早期的原子论同现代的原子论有着本质的差别,它仅仅是一种哲学的推测,是泰勒斯学派解释世界组成思想的发展,并不能成为一种科学的理论。
德谟克利特古希腊哲学家,原子唯物论的创立者——德谟克利特 (Democritus ,前460—前370) 出生于色斯雷的海滨城市阿布德拉,是在宇宙原子论的发展方面占有重要地位的希腊自然哲学家。
德谟克利特从小就见多识广。
小时候,他作过波斯术士和星象家的学生,接受了神学和天文学方面的知识,对东方文化有着浓厚的兴趣。
他在学习和研究的时候非常的专心,经常把自己关在花园里的一间小屋里。
他的想象力很丰富,并且刻意培养自己的想象力,有时他到荒凉的地方去,或者一个人呆在墓地里,以激发自己的想象。
德谟克利特成人后,来到雅典学习哲学。
后来又到埃及、巴比仑、印度等地游历,前后长达十几年。
第三单元人类对原子结构的认识第1课时认识原子结构◆教学目标1.了解人类对原子结构认识的演变,明确模型在化学学习中的重要作用。
2.认识原子的结构。
辨析元素、核素、同位素等的概念,了解同位素的用途。
◆教学重难点1.原子的结构。
2.元素、核素、同位素之间的关系。
教学过程导入新课人类探索自然界奥秘的一个重要方面是研究物质的微观结构。
关于物质结构的朴素的原子概念可以追溯到古代。
古希腊哲学家德谟克利特(Democritus,约公元前460-公元前370)曾经指出,物质是由不可分割的微粒(也称为“原子”)构成的。
战国时期,我国古代先贤惠施说过:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。
”他认为物质是无限可分。
人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段,直至20世纪初科学家才揭开了原子结构的神秘面纱。
讲授新课教学环节一:人类认识原子结构的历程【学生活动】阅读课本,了解人类是如何逐步认识原子结构的。
19世纪初,英国科学家____________提出了______________。
1897年,英国物理学家_________提出了__________________的原子结构模型。
1911年,英国物理学家_________提出了___________________________。
1913年,丹麦物理学家_________提出了新的原子结构模型。
【讲解】①19世纪初,英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系,提出了原子学说。
主要论点:•物质由原子组成•原子不能被创造,也不能被毁灭•原子在化学变化中不可再分割②1897年,英国物理学家汤姆生发现原子中存在电子,他推测电子是均匀地嵌在云状的正电荷球体中,于是提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型。
主要论点:•原子中存在电子,电子的质量为氢原子质量的1/1836•原子是一个带正电荷的球,球中镶嵌着许多电子③1911年,英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现大部分α粒子直线穿过金箔,有少数发生一定的偏移,极少数反弹回来。
原子的物理知识点总结一、原子的历史1. 原子的起源和发展古代人们对原子的概念最早可以追溯到古希腊时期。
古希腊哲学家德谟克利特认为宇宙是由原子构成的,这种叫做“原子论”的哲学思想对后来化学、物理学的发展产生了深远的影响。
公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特提出了原子理论,他认为世界上的一切物质都是由不可分割的原子组成的。
公元前4世纪,古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德分别论述了原子学说,使原子学说得到发展。
17世纪,英国科学家伽利略和泰勒独立提出了原子理论。
1803年,英国科学家道尔顿提出了原子假说,并提出了道尔顿原子论。
19世纪末,英国科学家汤姆逊发现了电子,为原子结构的研究奠定了基础。
20世纪初,爱因斯坦和布朗尼根发现原子运动规律。
2. 原子的实质古时候,人们认为原子是世界上的最小粒子,因此名称“原子”。
20世纪初,随着量子力学的发展,人们逐渐认识到原子是由更小的粒子组成的。
至今为止,已经证明原子是由质子、中子和电子组成的。
质子和中子构成原子的核,电子绕核运动。
质子的电荷为正电荷,中子没有电荷,电子的电荷为负电荷。
质子和中子的质量大致相等,约为1.67×10^-27千克,而电子的质量比质子和中子小很多,约为9.11×10^-31千克。
在原子中,电子的质量可以忽略不计,因此原子的质量主要来自于质子和中子。
3. 原子的结构原子的结构是由实验证实的。
经典的原子结构模型是由英国科学家汤姆逊提出的,称为“西瓜核模型”。
这个模型认为原子是一个带正电的基底,电子均匀分布在其中,就像西瓜核和果肉一样。
然而,经过实验证实,汤姆逊的模型是不正确的。
20世纪初,英国科学家卢瑟福发现了原子的核,并提出了“卢瑟福核模型”。
这个模型认为原子是由一个带正电的核和围绕核运动的电子组成的。
电子围绕核运动的轨道上,根据不同能级排列。
根据量子力学理论,电子的位置是不确定的,只能给出概率分布。
因此,电子云模型认为电子不是沿着确定轨道运动的,而是以一定概率分布在原子核周围。
第二章原子结构第1节电子的发现与汤姆孙模型一、物质结构的早期探究①我国西周的“五行说”;古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”,天体则由第五种“元素”——“以太”构成;古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论。
②1661年,玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论.③19世纪初,道尔顿提出了原子论,认为原子是元素的最小单位.④1811年,意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说,指出分子可以由多个相同的原子组成.结论:在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次,宏观物质的化学性质决定于分子,而分子则由原子组成.原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒,它既不能创生,也不能消灭.二、电子的发现及汤姆孙模型19世纪末物理学的三大发现:①1895年伦琴发现了X射线;②X射线发现后不久,贝克勒尔发现了放射性;③1897年汤姆孙发现了电子汤姆孙的原子模型:原子带正电的部分充斥整个原子,很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置,正像葡萄干嵌在面包中那样三、“阴极射线”性质(1)电性的确定方法一:让阴极射线进入已知电场,由所受电场力方向确定带电的性质.方法二:让阴极射线进入磁场,由所受洛伦兹力的方向,根据左手定则确定带电的性质.(2)比荷的测定方法①让粒子通过正交的电磁场,如图所示,让其做直线运动,根据二力平衡条件,即F洛=F电(Bq v=qE)得到粒子的运动速度v=E B.②在其他条件不变的情况下,撤去电场,如图2-1-2所示,保留磁场,让粒子只在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力即Bq v=m v2R,根据磁场情况和轨迹偏转情况,由几何知识求出其半径R.③由以上方法确定粒子比荷的表达式:qm=EB2R.1.早期原子论是由谁创立的()A.阿伏伽德罗B.汤姆孙C.玻意耳D.德谟克利特2.下列说法不正确的是()A.汤姆孙研究阴极射线,用测定粒子比荷的方法发现了电子B.电子的发现证明了原子是可分的C.汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子,而带负电的电子,则镶嵌在球体的某些固定位置D.汤姆孙原子模型是正确的3.历史上第一个发现电子的科学家是()A.贝可勒尔B.道尔顿C.伦琴D.汤姆孙4.关于电荷的电荷量,下列说法错误的是()A.电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的B.物体所带电荷量可以是任意值C.物体所带电荷量最小值为1.6×10-19C D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍5.(多选)汤姆孙对阴极射线的探究,最终发现了电子,由此被称为“电子之父”.关于电子的说法正确的是()A.任何物质中均有电子B.不同的物质中具有不同的电子C.电子质量是质子质量的1836倍D.电子是一种粒子,是构成物质的基本单元6.(多选)关于阴极射线的性质,下列说法正确的是()A.阴极射线带负电B.阴极射线带正电C.阴极射线中的负电粒子的比荷与氢离子的基本相同D.阴极射线中的负电粒子的带电荷量与氢离子的相同7.(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图,下列说法中正确的是()A.若在D1、D2之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的P1点B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转C.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转D.若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转8.如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线将()A.向纸内偏转B.向纸外偏转C.向下偏转D.向上偏转9.(多选)如图所示,一只阴极射线管,左侧不断有电子射出,若在管的正下方放一通电直导线AB时,发现射线径迹往下偏,则()A.导线中的电流由A流向BB.导线中的电流由B流向AC.若要使电子束的径迹往上偏,可以通过改变AB中的电流方向来实现D.电子束的径迹与AB中的电流方向无关10.在汤姆孙测电子比荷的实验中,采用了如图所示的阴极射线管,从电子枪C出来的电子经过A、B间的电场加速后,水平射入长度为L的D、G 平行板间,接着在荧光屏中心F出现荧光斑.若在D、G间加上方向向下,场强为E的匀强电场,电子将向上偏转;如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画),荧光斑恰好回到荧光屏中心,接着再去掉电场,电子向下偏转,偏转角为θ,试解决下列问题.(1)说明图中磁场沿什么方向;(2)根据L、E、B和θ,求出电子的比荷.【答案】(1)垂直纸面向里(2)em=E sin θB2L11.汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示.真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域,平行极板间距为b.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏和中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,(O′点与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计)此时,在P和P′间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.求打在荧光屏O点的电子速度的大小.【答案】UBb第2节原子的核式结构模型一、α粒子散射实验汤姆孙的葡萄干面包模型卢瑟福的原子核式模型分布情况正电荷和质量均匀分布,负电荷镶嵌在其中正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内,电子质量很小,分布在很大空间内受力情况α粒子在原子内部时,受到的库仑斥力相互抵消,几乎为零少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大,而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小二、卢瑟福的原子模型及原子大小(1)核式结构模型:①原子的内部有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,带负电的电子绕核运动.②原子的核式结构模型又被称为行星模型.(2)原子的大小:①原子直径数量级:10-10 m.②原子核直径数量级:10-15_m. 1.下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A.光电效应实验B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现2.卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是α粒子轰击金箔的实验,在实验中他发现α粒子()A.全部穿过或发生很小的偏转B.全部发生很大的偏转,甚至有的被反弹回C.绝大多数不发生或只发生很小的偏转,有极少数发生很大的偏转,个别甚至被反弹回D.绝大多数发生很大的偏转,甚至被反弹回,只有少数穿过3.(多选)α粒子散射实验结果表明()A.原子中绝大部分是空的B.原子中全部正电荷都集中在原子核上C.原子内有中子D.原子的质量几乎全部都集中在原子核上4.在α粒子散射实验中,不考虑电子和α粒子的碰撞影响,是因为() A.α粒子与电子根本无相互作用B.α粒子受电子作用的合力为零,是因为电子是均匀分布的C.α粒子和电子碰撞损失能量极少,可忽略不计D.电子很小,α粒子碰撞不到电子5.(多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时,观察到的现象,下述说法中正确的是()A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光D.放在D位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少6.(多选)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象.如图所示,O表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是()BD7.如图所示,根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线,实线表示一个α粒子的运动轨迹.在α粒子从a运动到b,再运动到c的过程中,下列说法中正确的是() A.动能先增大,后减小B.电势能先减小,后增大C.电场力先做负功,后做正功,总功等于零D.加速度先变小,后变大8.(多选)α粒子散射实验中,当α粒子最接近原子核时,α粒子符合下列哪种情况()A.动能最小B.势能最小C.α粒子与金原子组成的系统的能量最小D.所受原子核的斥力最大9.如图所示,实线表示金原子核电场的等势线,虚线表示α粒子在金核电场中散射时的运动轨迹.设α粒子通过a、b、c三点时速度分别为v a、v b、v c,电势能分别为εa、εb、εc,则()A.v a>v b>v c,εb>εa>εcB.v b>v c>v a,εb<εa<εcC.v b>v a>v c,εb<εa<εcD.v b<v a<v c,εb>εa>εc10.在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()C第3节玻尔的原子模型一、玻尔理论的内容轨道量子化:轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值能量量子化:与轨道量子化对应的能量不连续的现象跃迁假说:原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,即hν=E2-E1(或E1-E2).总而言之根据玻尔的原子理论假设,电子只能在某些可能的轨道上运动,电子在这些轨道上运动时不辐射能量,处于定态.只有电子从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量,辐射的能量是一份一份的,等于这两个定态的能量差.这就是玻尔理论的主要内容二、氢原子的能级结构氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为E n=E1n(n=1,2,3,…);r n=n2r1(n=1,2,3,…),式中E1≈-13.6 eV,r1=0.53×10-10 m.三、原子能级跃迁(1)能级跃迁:处于激发态的原子是不稳定的,它会自发地向较低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态.所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为N=n(n-1)2=C2n。
高中物理必修——原子物理基础篇在高中物理教学中,原子物理是必修知识之一。
原子物理的研究对象就是原子,原子是构成物质的基本单位,因此原子物理也就是物理学中非常重要的一门学科。
那么,在学习原子物理的基础篇时,我们需要了解哪些内容呢?1. 原子结构首先,我们需要了解原子的基本结构。
经过科学家们的研究,原子模型目前采用的是波尔-卢瑟福模型。
该模型认为,原子由原子核和围绕核的电子云组成。
原子核由质子和中子组成,而电子云中则存在着电子,电子数目等于原子核中质子的数目。
在原子结构中,带电粒子的作用占据了主导地位,而中性粒子则没有了相对主要的地位。
2. 原子的性质原子作为基本物质单位,其性质也十分复杂。
原子的性质包括原子的化学性质和物理性质。
原子的化学性质主要与原子的原子数、电子云的结构和芳香度等相关。
原子的物理性质包括原子的质量、半径、密度、热导率等。
这些物理量的实验测量及理论计算对于研究原子的结构和性质都是十分重要的。
3. 原子核物理原子核是原子中的核心部分,占据着原子内部的主导地位。
原子核由质子和中子组成,也因此带正电荷。
原子核物理的研究内容涉及核结构、核变态、核反应及核能等。
人们不断地探索原子核物理方面的规律,以推动核能和核技术的发展。
4. 分子物理分子物理是指从物理学的角度来研究分子的结构及其性质。
分子是由原子或者其他分子组成的,分子物理主要是采用量子力学的方法来分析分子的结构和性质。
分子间的相互作用和分子结构的形式对于分子物理的研究十分重要。
5. 原子和分子的物理过程原子和分子的物理过程既包括起源和演化过程,也包括各种物理过程的研究。
每个物理过程都涉及到各种各样的物质状态和相互作用。
从能量转移到相变、电子变化等不同的物理过程都是我们需要掌握的。
总的来说,在高中物理学习中,原子物理是非常重要的一部分。
在了解原子结构、原子核物理、分子物理和原子和分子的物理过程的基础上,我们就能够更好地理解物质的基本成分和行为规律。
赫拉克利特开创了一个永无休止的运动概念。
可是,我们到底怎样才能领人信服地解释变动不居的世界呢?显然,解释的基本性质,应该是它的立论点本身不能是游移不定的。
我们已经知道首先致力于解决这个问题的是早期的米利都学派了。
此后,也是有一位米利都学派的思想家对此作出了最后的答案。
此人就是原子论之父留基波(Leucippus )。
留基波的鼎盛期约公元前440 年(1)。
他不仅继承了与米利都相联系着的科学理性主义哲学,而且也受到了巴门尼德和芝诺很大的影响。
可是,关于他,人们知道得非常少。
因此,人们在提到原子论的创始者时,通常总是将留基波与德谟克利特(Democritus ,约公元前460 年—前370 年)相提并论,或大多挂靠在德谟克利特的名下。
德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera )。
他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。
德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。
据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。
在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。
德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。
虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活, 因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。
据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。
他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。
德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。
1.原子与虚空留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。
他们的观点极其有似于近代科学的观点,并且避免了大部分古希腊的暝想所常犯的错误。
亚里士多德说:“但留基波认为他有一种理论,这种理论与感觉一致,不会取消存在物的生成、消灭、运动和多样性。
在对现象作了这些说明后,针对坚持存在为一,并认为没有虚空就无运动的人,他宣称虚空是非存在,而存在的任何一部分都不是非存在;因为严格地说,“存在”就是完全充实。
但这样的充实不是一,而是无限多,只是由于体积太小,不能为肉眼所见。
它们在虚空中被移动(因为虚空存在着),其结合造成事物的生成,分离导致事物的消灭。
在其碰巧接触的地方,它们就动作与承受(因为在那里,它们不是一),当被放在一起且被缠结时,它们也生成。
但是,从真正的一,不会生出多,从真正的多,也不会生出一,这是不可能的(325a25-36 )"。
德谟克利特扩大了留基波的原子理论,维护了无限地分开事物是不可能的之信仰,从而否定了把存在分解为非存在的思考方式。
德谟克利特的原子论是以虚空和原子皆为客观存在的悖论形式来表达的,他认为,万物的本原是原子(原子) 和虚空。
所谓原子,希腊文的原意就是不可分割性。
大概德谟克利特认为原子是由无空隙的、紧密的、坚固的物质所组成的,由于其坚固性而不可能再分割,它既不能从内部破碎也不能从外部破碎。
每个原子内部是没有质的区别的、不变的,所以一部分原子不可能比另一部分原子更坚硬,因而相互破碎。
事实上原子就是一个巴门尼德式的“一”。
而万事万物都是由原子构成的,原子之间存在着虚空。
德谟克利特把虚空视为原子存在和运动的根本条件。
虚空是原子存在的容器和原子运动的前提。
因为在他看来,如果空间都被充满,原子就无法运动,也就不能结合成具体事物。
在虚空中运动的原子结合成万物,而原子分离时,事物就消亡。
他把虚空和原子都视为万物生成的根本原因。
虚空概念的提出是德谟克利特的一大贡献,它是西方哲学史上首次出现“空间”这种理论范畴的萌芽(5)。
德谟克利特把现代意义上的空间理解为他的“虚空”,在他看来,空间自身是空虚的、同类的、连续的、无限的。
&nb sp;德谟克利特认为,原子是充满而又坚实的,所以是“存在”;而虚空是空虚而又稀疏的,所以是“非存在”。
虚空尽管是非存在,然而它并不是纯粹的虚无,“非存在”并不是不存在,而是相对于有充实性的原子来说,虚空是没有被充实的。
“存在”并不比“非存在”多点什么,因为虚空并不比物体少点什么,它们同样都是实在的。
德谟克利特之所以具有这样的在我们看来十分诡异的观点是基于这样的思维困惑:对存在可进行无穷可分的观点将导致非存在,而根据巴门尼德的学说,这种非存在是必须被排除的,所以在芝诺看来,根本就不可能对存在进行分割。
要么是巴门尼德的不可分割的存在;要么是阿那克萨哥拉的可以无穷尽地分割的存在——二者必居其一(6)。
为了回避这种结论,原子论者在“无”前边,在分割的一个有限数字之后,假定了最后“不可分割的形式”的存在。
德谟克利特认为,原子在虚空中处于永恒的运动之中,而原子自身的运动是它的本质特征之一。
因此,事物运动的原因不在外力的推动,而就在事物本身之中,这是由原子——本身的属性决定的:球形的原子拖拽着整个物体运动,原子运动是因为它们的本性即是永无静止(406b21-23)。
当然,为什么原子自己能运动,这一点德谟克利特尽管到处探索却没能在最终作出解释。
但是,在逻辑上而言,由于一切因果式的解释都必定要有一个任意设想的开端,因而,在德谟克利特的原子理论里留下来的原子具有的原始运动而不加以说明的做法就并不能算是缺欠了。
在这一基础之上,德谟克利特还进一步地认为:原子及由原子组成的物体的所有运动都是由动作和承受(active and passive)所引起的。
他区分了原初的运动(primary motion)与继起的效果(secondary effects),分别称为冲动和反应(impulse and reaction)。
这一观点对亚里士多德的动力学观产生了很大的影响。
并且,这一思想还引发了德谟克利特的一个猜想:原子在没有受到阻力的时候将做匀速直线运动。
牛顿曾经就这一猜想写道:“所有那些古人都知道第一定律(即惯性定律),他们归之于原子在虚空中作直线运动,因为没有阻力,运动极快而永恒(7)”。
原子在数量上是无限多的,甚至于原子的种类也是无限的,在性质上则没有什么区别。
为了说明万物在性质上的差异,德谟克利特主原子在大小和形状上有区别,它们结合时又有次序和位置上的不同(后来的伊壁鸠鲁补充了重量的特征)。
这样,在德谟克利特那里,原子在质上是相同的,在量上则存在四种区别:大小、形状、次序和位置。
万物之所以会有千差万别的形态,完全是因为其中所包含的原子数量、大小、形状、次序和位置的不同而造成的。
在大小上,既然他认为原子是不可分的物质微粒,那么原子应该很小,小到肉眼看不见。
在形状上,德谟克利特认为有些原子是球形的,有的光滑,有的粗糙;有的是凹形的,有的是凸形的,有的甚至是带钩的。
他认为太阳和月亮就是由光滑的球形原子组成的。
构成灵魂的原子和火原子差不多,它们都是由最精细的球形原子组成的,所以,它们具有很大的活动性。
德谟克利特认为原子的不可入性(impenetrable)和具有一种密度的比例(density proportionate)构成了它们的体积。
这一观点影响到了牛顿用密度与体积来定义物体的质量(8)。
现代,由于技术理性的进步,质量成为比密度更为基础的一个物理量。
但在古代,密度与体积比现代意义上的质量更具有形而上的特征,“他们设定所受作用的本原就是浓聚和稀散(985b14-15)”。
德谟克利特有时也将原子的性质与人对物体的直接感觉联系在一起:“每个不可分的东西超过得越多,也就越重,所以很显然,它也就越热”(326a11)。
德谟克利特还试图用原子和虚空的学说来解释许多复杂的自然现象。
例如,他认为磁石和铁是由相类似的原子构成的,不过磁石的原子比铁原子更精细,磁石原子之间的空隙比铁原子之间的空隙要大得多,因此磁石原子的活动能力更强。
由于原子的运动永远趋向于与它相类似的原子,所以,磁石的原子向铁移动,钻进了铁原子的空隙,使铁原子运动起来,并流向磁石。
十分明显,他的这个解释是不符合现代科学的。
但是他努力用自然本身的原因来解释自然现象的理性主义精神则是可贵的。
2、漩涡运动说德谟克利特认为,宇宙之初,在无限的虚空中充满着无限多、大小不一、形状各异的原子,它们向不同方向凌乱运动,相互碰撞(正象现代气体分子的运动理论那样),从而形成一种漩涡运动。
在漩涡运动中,相似的原子聚集在一起。
这正像在筛子的旋动中,扁豆和扁豆、裸麦和裸麦分别聚拢在一起;波浪把狭长的石块与滚圆的石块分别冲在一起。
圆形的、光滑的、最精细的和最活泼的原子结合在一起,形成火元素;钩形的、粗糙的、较大的原子聚集起来,形成土元素。
另外一些相同的原子结合起来就成为水、气元素。
之后,各种元素再结合成万物。
在漩涡运动中,轻的物体被抛到周围的虚空里;其余重的物质则留在漩涡中心,它们更加紧密地结合而形成最初的球形体。
这个球形体由于来自中心的推动力而继续旋转着,邻近的物体不断附着在上面,最初是潮湿的泥沙,后来渐渐干涸,于是地球形成了。
在漩涡运动中被抛向外面的最轻物体燃烧起来,从而发出亮光,日、月、星辰也就产生了。
我们生活在其中的世界就是这样形成的。
德谟克利特认为,在无限的虚空中,原子形成的漩涡运动不止一个,所以从漩涡中产生的世界不是一个,而是无限。
它们的大小各不相同。
在一些世界中没有太阳和月亮;在另外一些世界中太阳和月亮比我们这个世界的要大,还有一些世界的太阳和月亮在数量上多于我们这个世界。
一些世界有生物,另外一些世界则没有生物。
德谟克利特不但根据原子论详细地论述了世界产生的过程,而且还指出世界也会生长和衰落。
他认为,一个世界达到鼎盛时期之后,就会逐渐解体,或者由于碰撞而毁灭。
德谟克利特的天体起源于漩涡的理论在天体演化学上有重要意义。
近代哲学家笛卡尔和康德都是在继承他的漩涡说的基础上,提出了以近代科学为根据的新漩涡说。
不仅如此,德谟克利特在论述天体形成过程时,明确地提出了两个重要思想,它们是更值得我们重视。
一个是,他认为世界有无数个,它们是有生有灭的。
没有一样东西是从无中来的,也没有一样东西在毁灭之后归于无。
因为他看来,原子是永恒的,它们既不会产生,也不会毁灭。
用它们构成元素、物质和世界,是属于物质形态的转化。
另一个重要思想是,德谟克利特认为世界的产生、成长和衰亡都遵照一种必然性。
他把必然性理解为自然界固有的运动变化的规律及法则,以及事物之间的因果制约关系。
在他看来,原子的自身运动是必然的,而由原子结合为一定的物体和结合为全部分繁多样的世界也是必然的,从而宇宙间发生的一切都是必然的,根本不存在偶然的事情。
德谟克利特认为,“偶然性”这个概念是人们为了掩盖自己的无知而提出来的。