Атомска физика

Атомска физика или физика атома је грана физике, која се бави изучавањем структуре атома и електронског омотача, енергетским нивоима, спектрима, као израчунавањем физичких величина и особина, које се затим користе у сродним наукама.

Атомска физика је некад синоним за Нуклеарну физику, међутим ове термине не треба мешати, јер се атомска физика не бави основним процесима у оквиру језгра, односно не бави се проучавањем нуклеарне физике самог језгра, мада понекад карактеристике структуре језгра имај утицај на својства атома.

Историја

Идеја о постојању атома није нова. Још су Стари Грци користили реч атом да би описали најмање честице материје Сазнања о природи атома развијала су се врло споро све до почетка 20. века, а до краја 20. века постављени су различити модели структуре атома.

Један од зачетника атомске физике био је Џозеф Џон Томсон, који је 1879. године открио електрон и претпоставио да се атом састоји од једнаког броја позитивних и негативних наелектрисања. Испитивао је слабе позитивно наелектрисане зраке и доказао да се ови састоје од позитивних честица чија маса далеко превазилази масу електрона. Он је правилно закључио да те честице представљају остатак атома после изласка електрона из њега. Пре Томсона атом је замишљан као мала билијарска кугла. Томсон није само одредио апсолутну масу те кугле, већ је установио да мале, негативно наелектрисане честице могу да се одвоје од ње, остављајући јој позитивно наелектрисање. На основу тога Томсон је закључио да је материја грађена од смеше међусобно врло близу нанизаних атома. По њему је атом позитивно набијена куглица у којој су врло ситни електрони равномерно распоређени. Предложио је модел у коме су атоми представљани као овални пудинг или колач са сувим шљивама у омотачу (енгл. plum puding). Без обзира на бројне недостатке, Томсонов модел атома био је значајан, јер је први пут у историји указано на постојање унутрашње структуре атома.

Друга значајна група истраживача се бавила појавом природне радиоактивности коју је открио 1896. године Анри Бекерел. Кључну улогу у овој групи одиграо су и Радерфорд, Пјер и Марија, који су у великој мери заслужни за ра развој метода за екстраховање и концентровање природно радиоактивног материјала. Бекерел и Марија и Пјер Кири су 1903. године добили Нобелову награду за физику. Сама Марија Кири је касније, 1911. добила још једну Нобелову награду из области хемије. Иначе, радиоактивност представља распад атома, при чему се емитују три врсте зрачења: алфа, бета и гама. Радерфорд је први утврдио разлику између њих и испитао њихове особине. Показао је да алфа зраке сачињава млаз позитивно наелектрисаних честица, чијим је расејавањем на танким златним фолијама поставио нуклеарни модел атома, 1911. године.

Коначно, трећа група физичара у којој је водећу улогу имао Макс Планк испитивала је законе зрачења црног тела. Најважније откриће те групе овде је да се емисија зрачења одвија у квантима, тј. испрекидано, а не непрекидно као што је то предвиђала класична теоријска физика.

Нилс Бор је 1913. године објединивши резултате сва три наведена правца истраживања, предложио познати модел атома, којим је поставио темеље данашњег схватања структуре атома. Од прве групе која се односи атомску физику он је усвојио постојање и особине електрона, од друге групе нуклеарном структуру атома , а од треће чињенице да атом емитује светлост у квантима.

Постојање позитивно наелектрисаних честица у језгру атома, доказао је Ернест Радерфорд 1919. године. Наелектрисање протона једнако је али супротно наелектрисању електрона. Број протона у језгру одређује карактеристике елемента. Утврђено је да је маса протона износи 1,67 x 10⁻²⁷ килограма.

Познати атомски физичари

Позната имена атомске физике укључују:

Пре квантне механике

• Џон Далтон
• Јосепх вон Фраунхофер
• Јоханес Ридберг
• Џозеф Џон Томсон

После квантне механике

• Алеxандер Далгарно
• Давид Батес
• Нилс Бор
• Маx Борн
• Цлинтон Јосип Дависсон
• Енрицо Ферми
• Цхарлотте Фроесе Фисцхер
• Владимир Фоцк
• Доуглас Хартрее
• Ернест M. Хенлеy
• Ратко Јанев
• Харрие С. Массеy
• Невилл Мотт
• Мике Сеатон
• Јохн C. Слатер
• Џорџ Паџет Томсон

Види још

• Атомистика

Literatura

• Ratko Janev, Ljubo. A. Petkovski, Atomska fizika, Makedonska Akademija Nauka i Umetnosti , Skoplje, 2012.
• С. Мацура, Ј. Радић-Перић, АТОМИСТИКА, Факултет за физичку хемију Универзитета у Београду/Службени лист, Београд, 2004.
• Bransden, BH; Joachain, CJ (2002). Physics of Atoms and Molecules (2nd изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-582-35692-4. 
• Foot, CJ (2004). Atomic Physics. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850696-6. 
• Herzberg, Gerhard (1979) [1945]. Atomic Spectra and Atomic Structure. New York: Dover. ISBN 978-0-486-60115-1. 
• Condon, E.U. & Shortley, G.H. (1935). The Theory of Atomic Spectra. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-09209-8. 
• Cowan, Robert D. (1981). The Theory of Atomic Structure and Spectra. University of California Press. ISBN 978-0-520-03821-9. 
• Lindgren, I. & Morrison, J. (1986). Atomic Many-Body Theory (Second изд.). Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-16649-0. 
• Šibalić, Nikola; S. Adams, Charles (novembar 2018). Rydberg Physics. Bristol: IOP Publishing. ISBN 978-0-7503-1635-4. 
• „Fundamentals of Physics and Nuclear Physics” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 2. 10. 2012. г. Приступљено 21. 7. 2012. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Grossman, M. I. (2014). „John Dalton and the London Atomists”. 68 (4): 339—356. PMC 4213434 . doi:10.1098/rsnr.2014.0025. 
• „Antimatter”. 2021-03-01. Архивирано из оригинала 11. 9. 2018. г. Приступљено 12. 3. 2021. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Weinberg, Steven (1995—2000). The quantum theory of fields. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0521670531. 
• Jaeger, Gregg (2021). „The Elementary Particles of Quantum Fields”. Entropy. 23 (11): 1416. Bibcode:2021Entrp..23.1416J. doi:10.3390/e23111416 . 
• Baker, Joanne (2013). 50 quantum physics ideas you really need to know. London. стр. 120–123. ISBN 978-1-78087-911-6. OCLC 857653602. 
• Nakamura, K (1. 7. 2010). „Review of Particle Physics”. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. 37 (7A): 1—708. Bibcode:2010JPhG...37g5021N. PMID 10020536. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021 . CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Mann, Adam (28. 3. 2013). „Newly Discovered Particle Appears to Be Long-Awaited Higgs Boson”. Wired Science. Архивирано из оригинала 11. 2. 2014. г. Приступљено 6. 2. 2014. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Braibant, S.; Giacomelli, G.; Spurio, M. (2009). Particles and Fundamental Interactions: An Introduction to Particle Physics. Springer. стр. 313—314. ISBN 978-94-007-2463-1. Архивирано из оригинала 15. 4. 2021. г. Приступљено 19. 10. 2020. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• „Neutrinos in the Standard Model”. The T2K Collaboration. Архивирано из оригинала 16. 10. 2019. г. Приступљено 15. 10. 2019. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Terranova, Francesco (2021). A Modern Primer in Particle and Nuclear Physics. Oxford Univ. Press. ISBN 978-0-19-284524-5. 
• B. Povh; K. Rith; C. Scholz; F. Zetsche; M. Lavelle (2004). „Part I: Analysis: The building blocks of matter”. Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts (4th изд.). Springer. ISBN 978-3-540-20168-7. Архивирано из оригинала 22. 4. 2022. г. Приступљено 28. 7. 2022. „Ordinary matter is composed entirely of first-generation particles, namely the u and d quarks, plus the electron and its neutrino.” CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• K. A. Peacock (2008). The Quantum Revolution. Greenwood Publishing Group. стр. 125. ISBN 978-0-313-33448-1. 
• C. Quigg (2006). „Particles and the Standard Model”. Ур.: G. Fraser. The New Physics for the Twenty-First Century. Cambridge University Press. стр. 91. ISBN 978-0-521-81600-7. 
• R. Nave. „The Color Force”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Архивирано из оригинала 7. 10. 2018. г. Приступљено 2009-04-26. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• D. Decamp (1989). „Determination of the number of light neutrino species”. Physics Letters B. 231 (4): 519—529. doi:10.1016/0370-2693(89)90704-1. 
• Carroll, Sean (2007). Guidebook. Dark Matter, Dark Energy: The dark side of the universe. The Teaching Company. Part 2, p. 43. ISBN 978-1598033502. „... boson: A force-carrying particle, as opposed to a matter particle (fermion). Bosons can be piled on top of each other without limit. Examples are photons, gluons, gravitons, weak bosons, and the Higgs boson. The spin of a boson is always an integer: 0, 1, 2, and so on ...” 
• Aitchison, I.J.R.; Hey, A.J.G. (1993). Gauge Theories in Particle Physics. IOP Publishing. ISBN 978-0-85274-328-7. 
• Watkins, Peter (1986). Story of the W and Z. Cambridge: Cambridge University Press. стр. 70. ISBN 9780521318754. Архивирано из оригинала 14. 11. 2012. г. Приступљено 28. 7. 2022. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• C.R. Nave. „The Color Force”. HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics. Архивирано из оригинала 7. 10. 2018. г. Приступљено 2012-04-02. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Debrescu, B. A. (2005). „Massless Gauge Bosons Other Than The Photon”. Physical Review Letters. 94 (15): 151802. Bibcode:2005PhRvL..94o1802D. PMID 15904133. S2CID 7123874. arXiv:hep-ph/0411004 . doi:10.1103/PhysRevLett.94.151802. 
• Bernardi, G.; Carena, M.; Junk, T. (2007). „Higgs bosons: Theory and searches” (PDF). Review: Hypothetical particles and Concepts. Particle Data Group. Архивирано (PDF) из оригинала 3. 10. 2018. г. Приступљено 28. 7. 2022. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Tsan, Ung Chan (2013). „Mass, Matter, Materialization, Mattergenesis and Conservation of Charge”. International Journal of Modern Physics E. 22 (5): 1350027. Bibcode:2013IJMPE..2250027T. doi:10.1142/S0218301313500274. „Matter conservation means conservation of baryonic number A and leptonic number L, A and L being algebraic numbers. Positive A and L are associated to matter particles, negative A and L are associated to antimatter particles. All known interactions do conserve matter.” 
• Raith, W.; Mulvey, T. (2001). Constituents of Matter: Atoms, Molecules, Nuclei and Particles. CRC Press. стр. 777—781. ISBN 978-0-8493-1202-1. 
• „Antimatter”. Lawrence Berkeley National Laboratory. Архивирано из оригинала 23. 8. 2008. г. Приступљено 3. 9. 2008. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• M. E. Peskin; D. V. Schroeder (1995). An Introduction to Quantum Field Theory. Addison–Wesley. ISBN 978-0-201-50397-5. 

Spoljašnje veze

• Joint Quantum Institute at University of Maryland and NIST
• Atomic Physics on the Internet
• JILA (Atomic Physics)
• ORNL Physics Division