1. Предмет и задачи атомной физики, ее место среди других физических наук. Микромир. Масштабы. Экспериментальные данные о строении атома.

Представление об атомах, как неделимых мельчайших частицах вещества возникло еще в античные времена. В средние века, во времена безграничного господства церкви, учение об атомах, будучи материалистическим, естественно не могло получить признания, а тем более дальнейшего развития.

Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Менделеев, разработавший в 1869 г. Периодическую систему элементов, в которой в первые на научной основе был поставлен вопрос о единой природе атомов. Во второй половине XIX в. экспериментально было доказано, что электрон является одной из основных составных частей любого вещества. Эти выводы, а также многочисленные экспериментальные данные привели к тому, что в начале XX в. серьезно встал вопрос о строении атома.

Первая попытка создания на основе накопленных экспериментальных данных модели атома принадлежит Томсону (1903). Согласно этой модели, атом представляет собой непрерывный, имеющий положительный заряд, шар радиусом порядка 10^-10 м, внутри которого, около своих положительных равновесия колеблются электроны; суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду шара, поэтому атом в целом нейтрален.

В развитии представлений о строении атома велико значение опытов английского физика Резерфорда по рассеянию -частиц в веществе. Альфа частицы возникают при радиоактивных превращениях; они являются положительно заряженными частицами с зарядом 1е и массой, примерно в 7300 раз большей массы электрона. Пучки -частиц обладают высокой монохроматичностью для данного превращения имеют практически одну и ту же скорость.

Чедвик ставит фундаментальные опыты по расчету и определению связи заряда ядра с порядковым номером в ПСХЭ. Так, к примеру для меди порядковый номер 29, а экспериментальные данные 29,3. На основе его опытов можно сделать вывод, что внутри атома имеется положительное ядро с зарядом +Ze

2) закон кулона применим до расстояний 10^-12см между центрами взаимодействующих частиц

3) число измеряющее заряд ядра равно порядковому номеру элемента в табл. Менделеева.

Масштабы микромира.

Микромир – это мир на уровне элементарных частиц. Элементарных частиц очень много: около четырехсот. Весь наш привычный мир построен всего из трех элементарных частиц, которые были открыты первыми – это электрон, протон и нейтрон. К элементарным частицам относят также фотон – частицу электромагнитного поля.

Так как все вещество построено из протонов, нейтронов и электронов, а электромагнитное поле – из фотонов, можно утверждать, что основное население микромира состоит из этих четырех частиц. Это не означает, что остальные частицы не имеют никакого значения. Каждая из элементарных частиц важна на своем месте. Например, мезоны обеспечивают взаимодействие между протонами и нейтронами и удерживают их вместе в ядре. Всепроникающие и почти неуловимые нейтрино образуются при некоторых реакциях, унося часть энергии. Без них эти реакции были бы невозможны.

Простейший атом вещества – атом водорода – состоит из одного протона и одного электрона. Его диаметр примерно равен 10-10м = 1 . Один моль вещества содержит 6.02 ∙ 1023 молекул. Один моль газа при нормальных условиях занимает объем примерно равный 22.4 литра. В одном кубометре воздуха содержится, следовательно .

Один кубометр воздуха содержит молекул.