原子物理学
grxlj · 2008-10-29 22:19 · 19991 次点击
原子物理学(atomicphysics)
研究原子的内部结构、相互作用及其运动规律的科学。它是物理学中研究物质结构的原子层次的分支学科。它在20世纪初开始形成,随着人们对原子有了越来越清楚的认识后才逐步发展起来的。原子物理学的主要研究内容是:原子的电子结构、原子光谱和原子之间或与其他物质之间的碰撞及相互作用。
20世纪初到30年代是原子物理学快速发展的时期,那时它处在物理学的前沿,原子物理学的发展为量子力学的建立奠定了重要基础。卢瑟福核式结构的原子模型和玻尔关于原子结构的假设就是其中的重要代表。量子力学建立后,成功地解决了当时遇到的一些原子物理问题,使人们认为原子运动的规律已经了解,不再把主要精力放在原子物理方面,原子物理学的发展走入低谷。20世纪50年代末期,由于空间技术和空间物理学发展的需要以及激光技术应用于原子物理学的研究大大提高实验精度的事实,原子物理学的研究重新进入活跃时期。
射频和微波波谱学的新实验方法推动了对原子能级精细结构的研究。原子碰撞的研究,相应地发展了离子束、电子束、粒子加速器、同步辐射加速器、激光器、各种能谱仪等仪器设备及相关的检测技术和理论计算方法。强激光与原子相互作用产生了饱和吸收及双光子、多光子吸收等现象,促使非线性光谱学发展成为非常活跃的研究领域。高温、高压、强场、低温等极端物理条件下和高激发态、高离化态等特殊状态下原子的结构和性质的研究也已成为原子物理学研究的重要领域。原子团簇,尤其是碳原子团簇,如C60、碳纳米管等新型物质结构形态和材料的研究,以分子设计为目标的原子分子工种的研究均获得长足进展,方兴未艾。
原子是从宏观到微观的第一个层次,原子的结构和性质直接决定了宏观物质的属性,因此,原子物理学是很多重要学科的基础,处于很多学科的交汇点——原子层次上。这些学科包括凝聚态物理、表面科学、等离子体物理、大气物理、空间物理、天体物理、材料科学、环境科学、化学、生物学、医学等,以及依赖于原子物理学提供重要数据的技术科学,如空间技术、核技术、激光技术、核武器技术等。因此,原子物理学的研究和发展具有非常重要的科学价值和现实意义。