初中物理/原子

原子和分子

自古以來人類就在不斷地探究物質構成的奧秘。古希臘哲學家德謨克利特（希臘語：Δημόκριτος ）提出了最早的原子論，他認為物質是不連續的，分到最後是一些不可再分的顆粒，他把這種構成物質的顆粒叫做原子，在古希臘文中的意思是「不可再分的顆粒」。從17世紀至18世紀，化學家發現了幾十種元素的原子，例如氧(O)、氫(H)、碳(C)。多個原子又結合成許多物質的分子，例如兩個氫原子組成一個氫氣分子，一個氧原子和兩個氫原子組成一個水分子。有些物質的分子是由單個原子構成的，例如氦(He)分子就是一種單原子分子。

原子模型

葡萄乾蛋糕模型

19世紀末，英國物理學家湯姆生（J.J. Thomson）在實驗中發現原子中存在着帶負電的粒子，他把這種粒子叫做電子。電子的發現打破了原子是堅固的，不可再分的最微小粒子的觀念，隨之而來的問題是：原子是全部由帶負電的電子組成的嗎？這顯然是不可能的，因為原子是不帶電的(電中性)。因此，湯姆生設想原子中必定有等量的正電荷存在，而正電荷像液體一樣均勻地分布在原子裡，電子則「浸」在其中，這一模型被人們稱為「葡萄乾蛋糕模型」。

原子行星模型

湯姆生的學生英國物理學家盧瑟福（E. Rutherford）在實驗中發現原子中全部正電荷和絕大部分質量都集中在原子內一個極小的空間區域，稱為原子核。他設想電子像行星環繞太陽運轉一樣在原子核外繞原子核旋轉，「行星模型」否定了「葡萄乾蛋糕模型」，但也並不是完美的。

*電子云模型

以後的實驗進一步表明，原子中的電子不像行星環繞太陽旋轉時那樣有固定的軌道，而是形成電子云。

原子核

20世紀30年代，物理學家在實驗中又發現原子核內除了帶正電的質子外，還有一種質量與質子相同、但不帶電的粒子，他們把這種粒子叫做中子。

因此，原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子組成的，質子和中子統稱為核子。原子是由原子核和分布在核外帶負電的電子所組成的。大部分原子的大小（直徑）約為10⁻¹⁰米，而原子核只有10⁻¹⁵-10⁻¹⁴米。

核能

蘊藏在原子核中的能量叫做核能。