一位20世纪的物理学家在他的著作里写了这么一句话:“如果有一句话可以总结人类知道的所有知识, 那这句话一定是:‘万物都是由原子构成的 。 ’”
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你能想象只有千万分之一毫米大小的原子构成了我们身边的万物吗?你能想象你身体里的一切都是无数原子的有序组合吗?你的身体是原子, 你吃的食物是原子, 你代谢的废物也是原子……
等等, 我觉得有必要解释一下千万分之一毫米的概念 。 一个原子和一个乒乓球的大小对比, 就如同一个玻璃球和地球比较一样 。 你现在吃惊了吗?其实不光是你, 科学家在知道这一切时, 惊讶程度并不亚于你 。
正是因为原子如此之小, 人类对原子的认识前后历经了几千年, 迄今为止可分为三个阶段, 而且以后还将继续 。 正所谓:人类文明不停息, 原子认识不停止 。
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第一阶段猜想推测
距今2500年前, 古希腊的哲学家德谟克利特提出, 万物都是由一种微小粒子构成的, 该粒子被称为“原子” 。 “原子”在希腊语中的意思是“无法继续分割的物质” 。 他认为组成每种物质的原子不同, 比如有一种便是“人类的灵魂原子” 。
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而同时代的哲学家亚里士多德则支持“四元素说”, 认为万物都是由空气、水、火、土四种元素构成的 。 而且所有物质都是由这四种物质组合而成, 但亚里士多德并不认为这些元素就是微小粒子 。
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将元素和原子论加以结合的, 是18世纪的英国物理及化学家约翰·道尔顿 。
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他认为每种元素都有自己固有的原子, 化合物是不同的原子以一定的比例结合而成的 。 他还推算出形成化合物的各原子的质量比 。 到了1803年, 道尔顿发表了原子符号, 还计算出将氢原子的质量当成1时各原子的相对质量, 即原子量 。 如今, 原子量的概念仍继续沿用(现在是用碳12作为原子量的标准, 定它的原子量为12, 以各元素的原子质量与碳12的原子质量的比值作为各原子的原子量) 。
这些就是人类对原子第一阶段的认识 。 在这期间, 科学家认为原子真实存在, 是物质的最小单位, 也是无法再分割的粒子 。
第二阶段 实验认识
【原子,没有最小,只有更小,甚至可以总结人类知道的所有知识】1897年, 英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆逊
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在研究“阴极射线”的过程中发现了电子, 打破了原子不可再分的假说 。 此后, 有关原子结构的猜测从未停息过, 而率先找出答案的, 是英国物理学家欧内斯特.卢瑟福 。
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卢瑟福在研究一种被称为“α射线”的强烈放射线时发现, α射线的粒子质量约为电子质量的8000倍, 并且带有正电荷 。 于是, 卢瑟福提出他的原子模型假说:原子的中心为原子核, 原子核周围是电子 。 现在, 我们已经知道了原子核的大小, 如果以半径来比较的话, 原子核半径大约只有原子半径的万分之一, 而原子的所有质量几乎都凝聚在此, 电子的质量则轻得可以忽略不计 。
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