Physique atomique
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Physique atomique (ou atome physique) est le domaine de la physique qui étudie atomes comme un système isolé de électrons et un noyau atomique . Il est principalement lié à la disposition des électrons autour du noyau et les processus par lesquels ces arrangements changer. Cela inclut des ions ainsi que des atomes neutres et, à moins d'indication contraire, aux fins de cette discussion, il faut supposer que l'atome terme comprend des ions.
La physique atomique terme est souvent associée à l'énergie nucléaire et des bombes nucléaires , en raison de la utilisation synonyme de atomique et nucléaire dans Anglais standard. Cependant, les physiciens distinction entre la physique atomique qui traite de l'atome comme un système comprenant un noyau et d'électrons, et la physique nucléaire -qui considère noyaux atomiques seul.
Comme avec de nombreux domaines scientifiques, la délimitation stricte peut être très artificiel et la physique atomique est souvent considéré dans le contexte plus large de atomique, moléculaire et la physique optique. groupes de recherche de physique sont habituellement si classés.
Atomes isolés
Physique atomique considère toujours atomes dans l'isolement. Modèles atomiques consisteront en un seul noyau qui peut être entouré par un ou plusieurs électrons liés. Il ne est pas concerné par la formation de molécules (bien que beaucoup de la physique est identique) ni examiner atomes dans un état solide de la matière condensée . Il se intéresse aux processus tels que ionisation et excitation par photons ou des collisions avec des particules atomiques.
Bien atomes de modélisation dans l'isolement ne semblent pas réalistes, si l'on considère atomes dans un gaz ou plasma alors les échelles de temps pour les interactions atome-atome sont énormes par rapport aux processus atomiques qui nous intéressent. Cela signifie que les atomes individuels peuvent être traités comme si chacun d'eux était en isolement en raison de la grande majorité du temps, ils sont. Par cette considération physique atomique fournit la théorie sous-jacente de la physique des plasmas et physique de l'atmosphère , même si tous deux traitent avec d'énormes quantités d'atomes.
Configuration électronique
Les électrons forment théorique coques autour du noyau. Il se agit naturellement d'une état de base, mais peuvent être excités par l'absorption de l'énergie de la lumière ( photons ), les champs magnétiques, ou de l'interaction avec une particule de collision (typiquement autres électrons). L'électron excité peut encore être lié au noyau et doit, après une certaine période de temps, la pourriture à l'état du sol d'origine. L'énergie est libérée sous forme d'un photon. Il ya stricte règles de sélection que les configurations électroniques qui peut être atteint par l'excitation par la lumière-mais il n'y a pas de telles règles pour l'excitation par des processus de collision.
Un électron peut être suffisamment excité afin qu'il se libère du noyau et ne fait plus partie de l'atome. Le système restant est un ion et l'atome aurait été ionisé avoir été laissé dans un état chargé.
Histoire et évolution
La majorité des domaines de la physique peut être divisé entre le travail théorique et travail expérimental et la physique atomique ne fait pas exception. Ce est généralement le cas, mais pas toujours, que le progrès va dans des cycles alternés d'une observation expérimentale, grâce à une explication théorique suivie par quelques prédictions qui peuvent ou non être confirmés par l'expérience, et ainsi de suite. Bien sûr, l'état actuel de la technologie à un moment donné peut mettre des limites à ce qui peut être réalisé expérimentalement et théoriquement il peut prendre un temps considérable pour la théorie à raffiner.
Il est clair que les premiers pas vers la physique atomique était la reconnaissance que la matière était composée d'atomes, dans le sens moderne de l'unité de base d'un élément chimique . Cette théorie a été développée par le chimiste et physicien britannique John Dalton au 18ème siècle. A ce stade, il ne était pas clair ce que les atomes étaient bien qu'ils puissent être décrits et classés par leurs propriétés (en vrac) dans un tableau périodique .
Le vrai début de la physique atomique est marquée par la découverte de raies spectrales et des tentatives pour décrire le phénomène, notamment par Joseph von Fraunhofer. L'étude de ces lignes a conduit à la Modèle de l'atome de Bohr et de la naissance de la mécanique quantique elle-même. En cherchant à expliquer les spectres atomiques un tout nouveau modèle mathématique de la matière a été révélé. En ce qui concerne les atomes et leurs couches électroniques, non seulement est-ce donné une meilleure description globale, à savoir la modèle orbitale atomique, mais il a également fourni une nouvelle base théorique de la chimie ( de la chimie quantique ) et la spectroscopie .
Depuis la Seconde Guerre mondiale , les deux champs théoriques et expérimentales ont progressé à un bon rythme. Cela peut être attribué à progresser dans le calcul de la technologie qui a permis à des modèles plus grands et plus sophistiqués de la structure atomique et processus de collision associés. Avancées technologiques similaires dans les accélérateurs, détecteurs, génération de champ magnétique et lasers ont grandement aidé travail expérimental.
