物质的基本成分

原子理论的发展

物质构成的观念原子可以追溯到希腊哲学家德谟克利特，从那以后就再也没有完全消失过，尽管有一段时间替代视图通常更受欢迎。牛顿同时代的人,罗伯特胡克而且罗伯特•博伊尔特别是原子论者，但他们对感觉的解释热为随机运动一个多世纪以来，原子的概念热是一种微妙的流体，被称为热量。这是对力量的赞颂热量的理论它使这位法国科学家成为可能萨迪卡诺才有了伟大的发现热力学．然而，最后，不同简单物质的化学结合的数值规律，以及功转化为热的实验本杰明•汤普森(拉姆福德伯爵)还有詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，导致了热量理论的衰落。尽管如此，的兴起醚理论来解释传播光而电磁力穿过明显空旷的空间，使人们对原子概念的普遍重新接受推迟了几十年。1858年由德国科学家和哲学家发现赫尔曼·冯·亥姆霍兹的永恒涡运动在完全无粘性的流体中，这种现象鼓励了在整个19世纪下半叶，特别是在英国，发明了一种模型，在这种模型中，无结构的乙醚中的漩涡扮演了原本分配给原子的角色。近年来认识到流体中的某些局部扰动，即所谓的局部扰动孤立波，可能会持续很长时间，这导致了尝试，到目前为止，用它们作为基本粒子的模型。

这些尝试描述了基本成分用熟悉的语言描述物质流体力学至少原子理论与19世纪末德国的反原子主义运动相比，是否受到了恩斯特马赫而且威廉•奥斯特瓦尔德．尽管他们在科学上出类拔萃，但他们的论点是哲学的，而不是科学的信念那是最高的目标科学描述不同感官知觉之间的关系，而不引入不可观察的概念。尽管如此，对他们同时代人使用原子模型所取得的成功进行考察，就会发现这一运动失败的原因。它就足够了要提到系统的建设动力学理论物理学家所研究的物质路德维希玻耳兹曼奥地利和J.威拉德·吉布斯的美国是两位主角。除此之外，还有亨德里克·洛伦兹的电子理论，该理论详尽地解释了物质的许多电学性质;作为原子论的有力论据，原子论的发现和解释x射线衍射通过马克斯·冯·劳伊在英国物理学家威廉·亨利·布拉格和他的儿子劳伦斯的带领下，这一发现迅速发展成为一项科学研究系统的绘制晶体精确原子结构图的技术。

而这个概念原子古代认为它们可能是没有结构的，而且肯定是不可摧毁的信念，就这样变得不可或缺，受到了毁灭性的打击。性的发现电子1897年的研究很快使人们认识到原子大部分存在于带正电的部分，被a电中和云更轻的电子。几年后欧内斯特·卢瑟福而且弗雷德里克草皮的展示了如何发射α而且β粒子从放射性元素转化成不同化学性质的元素。到1913年，卢瑟福作为领导人物，奠定了现代原子结构理论的基础。它被确定为小的，大的核携带所有的正电荷，其大小表示为的倍数基本的费用质子的原子序数．相同数量的带负电荷的电子在数字上与质子的负电荷相等，形成一个云直径是它们聚集在原子核周围的几千倍。原子序数决定了原子的化学性质α衰变一个氦原子序数为2的原子核从放射性原子核中释放出来，留下原子序数为2的原子核。在β衰变实际上，原子核通过发射一个负电子而获得一个正电荷，因此它的原子序数增加了一倍。

原子核本身是一个复合体，很快就有了各种各样的描述，没有完全错误的，但也没有唯一正确的。关键是詹姆斯·查德威克1932年的发现中子这是一种与质子质量几乎相同的核粒子电荷．在这一发现之后，研究人员开始认为原子核由质子中子，被a束缚在一起力距离有限，在近距离内足以克服质子之间的电斥力。一个自由中子只存活几分钟，然后分解成一个容易观察到的质子和电子难以捉摸的中微子它不带电荷，质量为零，最多是极小的质量。的解体一个中子也可能发生在原子核内部，排出电子和中微子;这是衰变过程。这种现象在重放射性原子核中很常见，但并不是所有原子核都发生这种现象能源释放的能量不足以重组产生的细胞核。某些原子核具有高于理想的质子与中子的比例，并且可以通过相反的过程来调整这一比例，即一个质子随着一个原子的排出而转变为一个中子正电子和一个反中微子．例如，一个含有12个质子和11个中子的镁核自发地转变为一个含有11个质子和12个中子的稳定的钠核。正电子除了带正电而不是带负电以外，在各方面都与电子相似。它是第一个被发现的反粒子。然而，它的存在是狄拉克在提出量子描述电子行为的力学方程(看到下文)。这是最壮观的成就之一尽管短暂的时代，其间基本概念的物理被彻底改变了。