원자 물리학의 기본 요소

원자 충돌

지난 10년 동안 원자 충돌에 대한 연구는 빠르게 진행되어 원자 물리학의 주요 발전 방향이 되었습니다. 현재 원자 충돌 연구의 주제는 광자, 전자, 이온, 중성 원자 등이 원자 및 분자 와 충돌 하는 물리적 과정을 포함 하여 매우 광범위 합니다. 원자 충돌에 대한 연구에 따라 전자빔, 이온빔, 입자 가속기, 싱크로트론 방사선 가속기, 레이저, 다양한 에너지 분광기 및 기타 스펙트럼 측정 장비와 같은 레이저 소스와 전자, 이온 검출기, 광 검출기 및 약한 신호 검출기가 있습니다. 탐지 방법, 핵 물리학 기술과 분광 기술은 널리 사용되며, 새로운 이론 및 계산 방법도 개발됩니다. 전자 컴퓨터의 적용은 이론적 계산 및 실험 데이터의 처리를 가속화합니다.

 

원자 분광법

원자 분광법과 레이저 기술의 결합으로 스펙트럼 분해능은 100만분의 1 헤르츠 이하, 시간 분해능은 1조분의 1초, 공간 분해능은 분광 파장 단위의 고해상도에 도달할 수 있습니다. 레이저 의 출력 밀도가 1제곱센티미터당 1천만 와트 이상에 도달했기 때문에 광파의 전계 강도는 원자의 내부 전계 강도를 초과했으며 비선형 분광법은 원래 물리학에서 또 다른 매우 활발한 연구 방향이 되었습니다.

 

알칼리 금속의 발광

배기된 방전관에는 소량의 가스(수소 등)가 채워져 있고, 고전압 방전을 통해 원자의 발광을 관찰할 수 있다. 알칼리 금속 화합물을 화염 속에서 가열하면 알칼리 금속의 발광 현상도 관찰됩니다.

 

특수 원자

극한의 물리적 조건(고온, 저온, 고압, 강한 자기장 등)과 특수 조건(높은 여기 상태, 높은 이온화 상태)에서 원자의 구조와 물리적 특성에 대한 연구도 원자의 중요한 분야가 되었습니다.

 

원자량

원자량에는 원자량과 원소 원자량의 두 가지 유형이 있습니다. 원자 질량은 탄소 단위로 질량 단위로 측정한 원자의 원자 질량(원자 질량 단위)이며 상대 질량 입니다. 예를 들어, 12C 원자의 원자량은 12.000000이고 13C 원자의 원자량은 13.008665입니다. 화학 원소의 원자량은 일반적으로 자연계에 존재하는 원소의 동위원소 혼합물의 평균 원자량을 말하며, 이는 혼합물 내 각 성분의 점유율과 직접 관련이 있습니다.

 

원소의 원자량을 계산하는 공식은 다음과 같습니다. 원소의 원자량, 여기서 mi와 λi는 i번째 동위 원소의 원자량과 혼합물 내 점유율이고 r은 동위 원소의 수입니다. 예를 들어, 자연계의 탄소는 12C, 13C, 14C의 3가지 동위 원소가 혼합되어 각각 98.892%, 1.108%, 12×10-10%를 차지하므로 탄소 의 원자량 은 12×98.892% 이다. 주기율표 에 나열된 탄소의 원자량 인 정수 12 대신 +13×1.108%=12.011. 원소에 천연 동위원소가 없는 경우 원소의 원자량은 원자의 원자량(탄소 단위)입니다. 나트륨 원자에 ​​23Na가 한 종류만 있는 경우 나트륨 원소 의 원자량은 나트륨 원자 22.98977의 원자량입니다.

 

1962년 이전에는 16O 원자질량의 1/16이 물리학에서 원자질량단위 로 사용되었는데 물리학 에서는 산소단위이다. 화학에서 자연 동위원소 혼합물의 평균 질량의 1/16(16O와 미량의 17O 및 18O로 구성됨)이 여전히 화학에서 원자 질량 단위로 사용되며, 이를 화학에서 산소 단위라고 합니다(즉, 1.6734x 10-27kg), 이것은 원자 질량에 대한 두 가지 척도입니다. 물리적 척도에 따르면 산소 원소의 원자량은 정수 16이고 물리적 척도에 따르면 16.004462입니다. 자연에서 산소의 동위원소 조성은 공기와 암석에서와 같이 바닷물에서 동일하지 않으므로 산소 단위의 화학적 규모는 충분히 엄격하지 않습니다. 1962년 이래로 물리학과 화학은 탄소 단위를 원자 질량 단위로 통일하여 물리학과 화학의 규모가 일치하지 않는 문제를 해결했습니다. 탄소 단위를 사용하면 고정밀도로 질량 을 측정하는 것과 같은 다른 이점이 있습니다. 원자량을 결정하기 위해 정확하게 비교하십시오. 12C를 표준으로 사용 하여 원래 원자량에 대한 보정 값 이 크지 않습니다.

"원자량"은 이제 " 상대 원자량 "으로 이름이 변경되었습니다 .

 

요약

Atom은 Macro에서 Micro로의 첫 번째 수준이며 중요한 중간 연결 고리입니다. 물질 세계 의 이러한 수준의 구조와 운동의 변화 는 상호 연관되어 서로 영향을 미치며 이에 대한 연구는 불가결합니다. 다른 많은 중요한 기초 분야 및 기술 과학의 발전도 다음과 같은 원자 물리학에 기초해야합니다. 화학, 생물학 등 과학, 우주물리학, 천체물리학, 물리역학 등 레이저 기술, 핵융합 및 우주 기술의 연구는 또한 원자 물리학의 중요한 데이터를 제공해야 하므로 원자 물리학의 연구 및 개발은 이론 및 실제 의의가 큽니다.