Atomphysik (oder Atom-Physik) sind das Feld der Physik, die Atome als ein isoliertes System von Elektronen und einem Atomkern studiert. Es ist in erster Linie mit der Einordnung von Elektronen um den Kern und beschäftigt

die Prozesse, durch die sich diese Maßnahmen ändern. Das schließt Ionen sowie neutrale Atome und, wenn sonst nicht festgesetzt, zu den Zwecken dieser Diskussion ein es sollte angenommen werden, dass der Begriff Atom Ionen einschließt.

Der Begriff Atomphysik wird häufig mit der Kernkraft und den Atombomben, wegen des synonymischen Gebrauches von atomaren und Kern-in Standardenglisch vereinigt. Jedoch unterscheiden Physiker zwischen der Atomphysik — der sich mit dem Atom als ein System befasst, das aus einem Kern und Elektronen — und Kernphysik besteht, die Atomkerne als allein betrachtet.

Als mit vielen wissenschaftlichen Feldern kann strenge Zeichnung hoch erfunden werden, und Atomphysik wird häufig im breiteren Zusammenhang der atomaren, molekularen und optischen Physik betrachtet. Physik-Forschungsgruppen werden gewöhnlich so klassifiziert.

Isolierte Atome

Atomphysik denkt immer Atome in der Isolierung. Atommodelle werden aus einem einzelnen Kern bestehen, der durch ein oder mehr bestimmte Elektronen umgeben werden kann. Es ist mit der Bildung von Molekülen nicht beschäftigt (obwohl viel von der Physik identisch ist) noch es Atome in einem festen Zustand als kondensierte Sache untersucht. Es ist mit Prozessen wie Ionisation und Erregung durch Fotonen oder Kollisionen mit Atompartikeln beschäftigt.

Während das Modellieren von Atomen in der Isolierung realistisch nicht scheinen kann, wenn man Atome in einem Benzin oder Plasma dann denkt, sind die Zeitskalen für Wechselwirkungen des Atom-Atoms im Vergleich mit den Atomprozessen riesig, mit denen wir betroffen werden. Das bedeutet, dass die individuellen Atome behandelt werden können, als ob jeder in der Isolierung für die große Mehrheit der Zeit war, die sie sind. Durch diese Rücksicht stellt Atomphysik die zu Grunde liegende Theorie in der Plasmaphysik und atmosphärischen Physik zur Verfügung

wenn auch sich beider mit riesigen Zahlen von Atomen befassen.

Elektronische Konfiguration

Elektronen bilden begriffliche Schalen um den Kern. Diese sind natürlich in einem Boden-Staat, aber können aufgeregt sein

durch die Absorption der Energie vom Licht (Fotonen), magnetische Felder oder Wechselwirkung mit einer kollidierenden Partikel (normalerweise andere Elektronen).

sagt, sind Elektronen, die eine Schale bevölkern, in einem bestimmten Staat. Die Energie, die notwendig ist, um ein Elektron von seiner Schale zu entfernen (es in die Unendlichkeit bringend), wird die Bindungsenergie genannt. Jede Menge der Energie, die vom Elektron über diesen Betrag gefesselt ist, wird zur kinetischen Energie gemäß der Bewahrung der Energie umgewandelt. Wie man sagt, hat das Atom den Prozess der Ionisation erlebt.

Schließlich absorbiert das Elektron eine Menge der Energie weniger als die Bindungsenergie, es wird zu einem aufgeregten Staat wechseln. Nach einer statistisch genügend Menge der Zeit wird ein Elektron in einem aufgeregten Staat einen Übergang zu einem niedrigeren Staat erleben. Die Änderung in der Energie zwischen den zwei Energieniveaus muss (Bewahrung der Energie) verantwortlich gewesen werden. In einem neutralen Atom wird das System ein Foton des Unterschieds in der Energie ausstrahlen. Jedoch, wenn das aufgeregte Atom vorher insbesondere ionisiert worden ist, wenn eines seiner inneren Schale-Elektronen, ein bekanntes Phänomen entfernt worden ist, weil die Erdbohrer-Wirkung stattfinden kann, wohin die Menge der Energie einem der bestimmten Elektronen übertragen wird, die es veranlassen, ins Kontinuum einzutreten. Das erlaubt, um zu multiplizieren, ionisiert ein Atom mit einem einzelnen Foton.

Es gibt ziemlich strenge Auswahlregeln betreffs der elektronischen Konfigurationen, die durch die Erregung durch das Licht erreicht werden können — jedoch gibt es keine solche Regeln für die Erregung durch Kollisionsprozesse.

Geschichte und Entwicklungen

Die Mehrheit von Feldern in der Physik kann zwischen theoretischer Arbeit und experimenteller Arbeit, geteilt werden

und Atomphysik ist keine Ausnahme. Es ist gewöhnlich der Fall, aber nicht immer, dieser Fortschritt geht

in abwechselnden Zyklen von einer experimentellen Beobachtung, durch zu einer theoretischen Erklärung

gefolgt von einigen Vorhersagen, die können oder durch das Experiment und so weiter nicht bestätigt werden dürfen. Natürlich kann der aktuelle Staat der Technologie zu jeder vorgegebenen Zeit Beschränkungen anziehen, was experimentell und theoretisch erreicht werden kann, so kann man längere Zeitdauer für die Theorie brauchen, raffiniert zu werden.

Einer der frühsten Schritte zur Atomphysik war die Anerkennung, dass Sache zusammengesetzt wurde

Atome, im modernen Sinn der grundlegenden Einheit eines chemischen Elements. Diese Theorie wurde vom britischen Chemiker und Physiker John Dalton im 18. Jahrhundert entwickelt. In dieser Bühne war es nicht klar, was Atome waren, obwohl sie beschrieben und durch ihre Eigenschaften (in großen Mengen) in einem Periodensystem klassifiziert werden konnten.

Der wahre Anfang der Atomphysik wird durch die Entdeckung von geisterhaften Linien gekennzeichnet und versucht, das Phänomen am meisten namentlich durch Joseph von Fraunhofer zu beschreiben. Die Studie dieser Linien hat zum Atom-Modell von Bohr und zur Geburt der Quant-Mechanik geführt. Im Bemühen, Atomspektren zu erklären, wurde ein völlig neues mathematisches Modell der Sache offenbart. So weit Atome und ihre Elektronschalen betroffen wurden, nicht nur hat das eine bessere gesamte Beschreibung, d. h. das Atomaugenhöhlenmodell nachgegeben, aber sie hat auch eine neue theoretische Grundlage für die Chemie geschaffen

(Quant-Chemie) und Spektroskopie.

Seit dem Zweiten Weltkrieg sind sowohl theoretische als auch experimentelle Felder mit einem schnellen Schritt vorwärts gegangen. Das kann zugeschrieben werden, um in der Rechentechnologie fortzuschreiten, die größere und hoch entwickeltere Modelle des Atombaus erlaubt und Kollisionsprozesse vereinigt hat. Ähnliche technologische Fortschritte in Gaspedalen, Entdeckern, magnetischer Feldgeneration und Lasern haben experimenteller Arbeit außerordentlich geholfen.

Bedeutende Atomphysiker

Quant-Mechanik von Pre

• John Dalton
• Joseph von Fraunhofer
• Johannes Rydberg
• J.J. Thomson

Postquant-Mechanik

• Alexander Dalgarno
• David Bates
• Niels Bohr
• Max Born
• Clinton Joseph Davisson
• Enrico Fermi
• Charlotte Froese Fischer
• Vladimir Fock
• Douglas Hartree
• Harrie S. Massey
• Nevill Mott
• Mike Seaton
• John C. Schieferdecker
• George Paget Thomson
• Ernest M. Henley

Siehe auch

• Partikel-Physik
• Isomere Verschiebung

Links

• Gemeinsames Quant-Institut an der Universität Marylands und NIST
• Atomphysik im Internet
• JILA (Atomphysik)
• ORNL Physik-Abteilung