|
|
о
*-f J
I
152
т (кг) = т (ка.е. м.)/ЛГ^ (моль"1), где m (ка.е.м.) ≈ масса частицы в кнлоатомных единицах, Агд ≈ Аво-гадро постоянная.
До 1961 в физике за А. с. м. принимали Vie массы изотопа кислорода 1Й0, т. с. I,ti597ti*10~27 кг, в химии ≈ 1/i6 ср. ат. массы природного кислорода ≈ смеси тр╦х стабильных изотопов 1вО (99,76%), 170 (0,04%), 180 0,20°/о), Хим. А. е. ы. в 1,000275 раза была больше из. и равнялась 1,66022 И0~а7 кг. Современная (уни-ициров.) А. е. м. раина 1,00048 прежней физ. А, е. м. АТОМНАЯ МАССА (устаревший термин ≈ атомный вес) ≈ относит, значение массы атома, выраженное в атомных единицах массы (а. с. м.). A.M. была взята Д. И. Менделеевым за осн. характеристику элемента при открытии им периодической системы элементов. А. м.≈ дробная величина (в отличие от массового числа ≈ суммарного числа нейтронов и протонов в ат. ядре). Природные хим. элементы состоят из смеси изотопов, поэтому за А, м. элемента принимают ср. значение масс его изотопов с уч╦том их процентного содержания. Эти значения указаны в иериодич, системе (кроме трансурановых элементов, для к-рых указываются массовые числа). А. м. меньше суммы масс составляющих атом частиц на дефект масс. Методов определения А. м. несколько, наиб, точный ≈ масс-спектроско-пический (см. Масс-спектроскопия],
АТОМНАЯ ФИЗИКА ≈ раздел физики, посвящ╦нный изучению строения и свойств атомов и элементарным процессам, в к-рых участвуют атомы. Наиб, характерные для А. ф. длины (линейные размеры атомов) -≈∙ 10"8 см, а энергии (оноргии связи внеш. электронов в атоме, элементарных хим. процессов с участием атомов) порядка эВ (тогда как для ядерной физики наиб, характерны длины -≈К)"13 см и энергии порядка МэВ; см. Ато.ч, Атомные спектры. Рентгеновские спектры, Поляризуемость атомов, ионов и молекул, Спонтанное испускание, Вынужденное испускание, Эйнштейна коэффициенты, Фотоэффект, Столкновения атомные, Низко-температурная плазма). Тсоретич. основа А. ф.≈ квантован теория (см. Квантовая механика. Квантовая электродинамика), дозволяющая объяснить огромную совокупность микроскопии, явлений на атомно-молоку-дярвом уровне. Существенно, что строение и свойства атома как системы, состоящей из ядра и электронов, и характеристики излучательных и безызлучатсльных элементарных процессов, протекающих на этом уровне, определяются эл.-магн, взаимодействием (в отличие от ядерной физики и физики элементарных частиц, в к-рых фундам. роль играют сильное взаимодействие и слабое взаимодействие' прич╦м сильное взаимодействие не проявляется на характерных для А. ф. расстояниях, превышающих 10~12 см, а слабое взаимодействие должно приводить в А. ф. к весьма интересным, но очень малым по величине эффектам).
Предыстория и основные этапы развития атомной физики. Возникновению А. ф. предшествовало развитие атомистич. представлений о строении материи. Перво-нач. идеи о существовании атомов как мельчайших неделимых и неизменных частиц материи были высказаны в Древней Греции в 5≈3 вв. до и. э. (Демокрит, Эпикур). В период становления точного естествознания в 17≈18 вв. атомистич. представления в раял, формах развивали И. Кеплер (J. Kepler), П. Гассенди (P. Gas-sendi), Р. Декарт (R. Descarles), P. Бойль (R. Boyle), И. Ньютон (I. Newton), М. В, Ломоносов, Р, Бошкопич (R. BoSkovic) и др. Однако эти представления носили гтгаотетич. характер и лишь с кон. 18 ≈ нач. 19 вв. экспсрим. исследования свойств вещества привели к созданию атомистич. теорий. На основе установленных количественных хим. законов и законов идеальных газов с начала 19 в. стала развиваться х и м и ч с-с к а я а т о м и с тика [Дж. Дальтон (J. Dalton), А. Авогадро (A. Avogadro di Quaregna), Я, Берцслиус (J, Berzclius)], в сор. 10 в. ч╦тко разграничены и определены понятия атома и молекулы [С. Кашшцциро
(S, Cannizzaro)], в 1869 Д. И, Менделеев открыл пе-рноднч. закон хим. элементов (см. Периодическая система элементов). Представления физической атомистики легли в основу развития молекулярной физики, в т. ч. клнетич. теории газов (сер. 19 в.}, и КлаССич. статистической физики [2-я под. 1Й в., Р. Клаузиус (R. Clauaius), Дж. Максислл (J, С. Maxwell), Л. Вольцман (L, Boltzmann), Дж. У. Гиббс (J. W. Gihbs)]. В кон. 18≈19 вн. начало развиваться учение о ннутр. строении кристаллов и их симметрии [Р. Гаюи (R. J. Ilaiiy), О. Браво (A. Rravais), К. С. Ф╦доров, А. Ш╦нфлис (А. М. Schoenflies)] на основе атомистич. представлений (см. Симметрия кристаллов, Праве реш╦тки). Однако в 19 в. хим. и физ. атомистика и атомистика в кристаллографии не имели общей тео-ретим, основы, ею стала н 20 в. квантовая теория строения атомов, молекул и кристаллов» созданная в результате развития А. ф.
Возникновение совр. А. ф. связано с открытиями электрона (1897) и радиоактивности (1896). Они создали основу для построения моделей атома как системы взаимодействующих электрически заряженных частиц. Важнейшим этапом развития А. ф, стало открытие Э. Резерфордом (Е. Rutherford) в 1911 атомного ядра л рассмотрение атома на основе квантовых представлений Н, Бором (N.II.D. Bohr) в 1913. Резерфорд предложил модель атома, состоящего из центрального положительно зарнж, ядра большой массы и размеров, малых но сравнению с размерами атома в целом, и из отрицательно заряженных: электронов, имеющих по сравнению с ядром малую массу. Он экспериментально обосновал эту модель опытами по рассеянию ос-частиц атомами. Все свойства атома оказались связанными либо со свойствами ядра (их изучает ядерная физика), либо со сной-стиами электронных оболочек атома. Строение последних определяет химические и большинство физ. свойств атома и периодичность этих свойств в зависимости от осн. характеристики атома в целом ≈ величины поло-жит. заряда его ядра. Однако на основе законов классич. физики не могли быть объяснены устойчивость атома (ускоренно движущиеся вокруг ядра электроны должны непрерывно излучать и очень быстро упасть на ядро) и линейчатые атомные спектры, закономерности в к-рых подчиняются комбинац. принципу Ритца. Выход из этих трудностей наш╦л Бор, применив к атому кваято-вые представления, впервые введ╦нные М. Плаиком в 1900 л развивавшиеся с 1905 А. Эйнштейном и др. учеными. Основу квантовой теории атома Бора составляют два постулата: 1-й постулат Бора о существований стационарных состояний атома, находясь в к-рых он но излучает (стационарные состояния обладают олрс-дел. значениями энергии, в общем случае дискретными, из одного состояния н другое атом может переходить пут╦м квантового, скачкообразного, перехода}, 2-й постулат Бора о квантовых переходах с излучением, определяемых условием частот: #/≈£&≈uv, где v ≈ частота поглощаемого или испускаемого монохрома-тич. эл.-магн. излучения, £,∙ и 8% ≈ эиерши стационарных состоянии, между к-рыми происходит переход. Постулаты Бора были всесторонне подтверждены экспериментально, оказались применимыми для др. микросистем (молекул, атомных ядер) и получили тео-ретич. обоснование в квантовой механике и квантовой электродинамике. Для определения возможных дискретных значений энергии простейшего атома ≈ атома водорода ≈ в стационарных состояниях Бор применил классич, механику и предположение о совпадении результатов квантовой и классич. теорий при малых частотах излучения, что представляло первонач. форму соответствия принципа, к-рый Бор развивал в дальнейшем, придавая ему большое значение; принцип соответствия сыграл большую роль в становлении квантовой механики. Рассмотрение, согласно модельной теории атома Бора, движения электронов в стационарных состояниях по законам классич. механики при дополнит, условиях
")
}
