原子物理CHAP0名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

緒論一、原子物理學(xué)基本內(nèi)容:

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最普通規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)科學(xué)。那么《原子物理學(xué)》是研究什么呢？這首先應(yīng)該介紹原子概念。

過去人們普通認(rèn)為，原子物理學(xué)只研究原子核外物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)而不包括原子核內(nèi)部問題。從現(xiàn)行教科書和廣義角度來(lái)了解，原子物理學(xué)包含了原子物理、原子核物理和粒子物理三個(gè)部分。

原子是物質(zhì)結(jié)構(gòu)中一個(gè)層次，物質(zhì)層次：物質(zhì)<---分子<---原子<---原子核、電子<--質(zhì)子、中子<--…第1頁(yè)/10/101原子物理：主要研究原子結(jié)構(gòu)，即研究原子核外電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其各種原子現(xiàn)象應(yīng)用等；原子核物理：主要研究原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)、核運(yùn)動(dòng)改變（核衰變、核反應(yīng)等）規(guī)律，核內(nèi)核子之間相互作用以及原子能利用等；粒子物理：主要是研究電子、光子、質(zhì)子、中子等各種粒子相互作用、相互轉(zhuǎn)化以及它們內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。由此可見，《原子物理學(xué)》是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)科學(xué)，它內(nèi)容非常豐富，而且許多問題是當(dāng)代物理學(xué)研究重點(diǎn)和前沿，它深入研究和發(fā)展，將使人們對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)愈加深化，愈加全方面，愈加靠近客觀真理，并將影響到物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域。第2頁(yè)/10/102另外，《原子物理學(xué)》在生產(chǎn)上也起著主要作用。比如：電子材料、發(fā)光材料、磁性材料、半導(dǎo)體材料和各種金屬材料研究，激光技術(shù)、X射線應(yīng)用等都與《原子物理學(xué)》有親密關(guān)系；原子核能和放射性同位素應(yīng)用將對(duì)科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展起著深遠(yuǎn)影響；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，比如，各種攝影透視技術(shù)，B超等等，尤其是最近所興起核醫(yī)學(xué)在腫瘤探測(cè)及治療方面取得了很大進(jìn)展；另外，原子物理學(xué)在軍事上也有主要應(yīng)用，比如原子彈、氫彈等工作原理都源于原子物理學(xué)。第3頁(yè)/10/103二、發(fā)展簡(jiǎn)史人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)是由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展，人類對(duì)社會(huì)和對(duì)自然認(rèn)識(shí)也是由低級(jí)向高級(jí)逐步發(fā)展，物理學(xué)發(fā)展也是如此。所以人類對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)是由低級(jí)到高級(jí)，由粗淺到深入，由宏觀到微觀一步一步發(fā)展過程。（1）二千四百年前：樸素古代原子論古希臘德謨克利特（Democritus，約公元前460年-370年）認(rèn)為：物質(zhì)都是由一些堅(jiān)硬地、不可再分微粒組成，命名為atom，即"原子"。亞里士多德（Aristoteles，約公元前384年-322年）認(rèn)為：物質(zhì)是能夠無(wú)限止地分割下去。第4頁(yè)/10/104中國(guó)墨翟（公元前468-376）：“端：體之無(wú)序最前者也?！?/p>

即“端”是組成物體不可分割最原始東西。公孫龍（公元前468-376）：“一尺之棰，日取其半，萬(wàn)世不竭?！币簿褪钦f物質(zhì)是無(wú)限可分。18，英國(guó)化學(xué)家道爾頓（Dalton，1766-1844）提出：一切物質(zhì)都由極小微粒--原子組成。不一樣物質(zhì)，含有不一樣原子，不一樣原子含有不一樣性質(zhì)、大小和不一樣質(zhì)量。而且首先創(chuàng)建了原子量概念。18，意大利物理學(xué)家阿伏伽德羅（Avogadro，1776-1856）提出了分子概念，他認(rèn)為物質(zhì)是由分子組成，分子才是由原子組成。（2）十九世紀(jì)初：道爾頓原子論第5頁(yè)/10/105（3）十九世紀(jì)末：原子物理學(xué)開始快速發(fā)展19世紀(jì)末三大發(fā)覺：X射線：1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)覺了X射線，1901年榮獲首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。放射性：1896年法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)覺了放射性，與居里夫婦（發(fā)覺放射性元素鐳和釙）分享了19諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。電子：1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜發(fā)覺了電子，這是人類發(fā)覺第一個(gè)從原子中分離出來(lái)更微小粒子。

電子、X射線和放射性發(fā)覺，揭示出原子還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子大門終于打開了，以后，原子物理學(xué)發(fā)展能夠說是突飛猛進(jìn)。第6頁(yè)/10/106三、本課程性質(zhì)：本課程著重從物理試驗(yàn)規(guī)律出發(fā)，引進(jìn)近代物理關(guān)于微觀世界主要概念和原理，探討原子、原子核及基本粒子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解釋它們宏觀性質(zhì)以及在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)上重大應(yīng)用。本課程強(qiáng)調(diào)物理試驗(yàn)分析、微觀物理概念和物理圖象建立和了解，它是量子力學(xué)、固體物理學(xué)、原子核物理學(xué)、近代物理試驗(yàn)等課程基礎(chǔ)課，也是當(dāng)代物理學(xué)基礎(chǔ)課。需要說明是：原子物理很多結(jié)果是不完全正確，其根源在于該理論僅僅是半經(jīng)典半量子理論，而嚴(yán)格對(duì)微觀世界理論描述是量子力學(xué)。第7頁(yè)/10/107四、本課程目標(biāo)：1、了解原子物理學(xué)、原子核物理學(xué)和粒子物理學(xué)發(fā)展歷程及所研究?jī)?nèi)容和前沿研究領(lǐng)域概況，培養(yǎng)科學(xué)研究素質(zhì)，加深對(duì)辨證唯物主義了解；2、掌握原子、原子核和粒子物理學(xué)基本概念和基本規(guī)律，掌握處理原子、原子核和粒子物理學(xué)現(xiàn)象及問題伎倆和方法，培養(yǎng)和掌握科學(xué)研究方法；3、經(jīng)過原子光譜等各種試驗(yàn)，使學(xué)生了解和掌握原子結(jié)構(gòu)和原子中電子基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律；使學(xué)生了解無(wú)限分割物質(zhì)世界中依次深入不一樣結(jié)構(gòu)層次，理解原子核結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)、基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，初步了解基本粒子各種基本知識(shí)；4、了解近代物理學(xué)研究方法（試驗(yàn)-理論-試驗(yàn)）。第8頁(yè)/10/108五、原子物理學(xué)特點(diǎn)：1、概念、原理抽象，不直觀；2、重試驗(yàn)，理論由試驗(yàn)建立，不完全靠邏輯推理從理論推導(dǎo)出試驗(yàn)結(jié)果；3、光譜是研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要試驗(yàn)伎倆。六、學(xué)習(xí)原子物理學(xué)主要性：1、原子物理學(xué)是學(xué)習(xí)近代物理一門主要課程。本科四年學(xué)習(xí)近代物理只有原子物理學(xué)和量子力學(xué)。2、原子物理學(xué)是了解與掌握當(dāng)代高科技基礎(chǔ)，了解近代物理學(xué)研究方法。

第9頁(yè)/10/109七、學(xué)習(xí)兩點(diǎn)提議1、掌握一個(gè)規(guī)律：分析觀察到試驗(yàn)事實(shí)和自然現(xiàn)象與現(xiàn)有理論矛盾

--->做出假設(shè)，提出新模型和概念，解釋事實(shí)和現(xiàn)象

--->推出新理論

--->預(yù)測(cè)新試驗(yàn)現(xiàn)象

---->試驗(yàn)驗(yàn)證......

五步循環(huán)發(fā)展。2、注意微觀與宏觀區(qū)分：微觀現(xiàn)象需由量子理論來(lái)描述，宏觀現(xiàn)象是由經(jīng)典理論描述，而經(jīng)典理論只是量子理論近似。第10頁(yè)/10/10101．褚圣麟，《原子物理學(xué)》，高等教育出版社2．楊福家，《原子物理學(xué)》，高等教育出版社3．周紹森，《原子物理學(xué)》，華東師范大學(xué)出版社4．顧建中，《原子物理學(xué)》，高等教育出版社5．茍清泉，《原子物理學(xué)》，高等教育出版社6．褚圣麟，《原子核物理學(xué)導(dǎo)論》，高等教育出版社7．趙玲玲，《原子物理學(xué)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社8．褚圣麟，《原子核物理學(xué)導(dǎo)論》，