física atômica - Atomic physics


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Física atómica é o campo da física que estuda átomos como um sistema isolado de electrões e um núcleo atómico . É principalmente preocupado com o arranjo de electrões em torno do núcleo e os processos pelos quais estes arranjos mudam. Este compreende iões , átomos neutros e, a menos que indicado de outra forma, pode presumir-se que o termo átomo inclui iões. [Citação necessário]

O termo física atômica pode ser associado com a energia nuclear e armas nucleares , devido ao sinônimo uso de atômica e nuclear em Inglês padrão . Físicos distinguir entre física atómica - que lida com o átomo de como um sistema constituído por um núcleo e electrões - e física nuclear , que considera os núcleos atómicos sozinho.

Tal como acontece com muitos campos científicos, delimitação rigorosa pode ser altamente artificial e física atômica é muitas vezes considerado no contexto mais amplo da física atômica, molecular e óptica . Grupos de pesquisa de física são geralmente assim classificado.

átomos isolados

Física atómica considera principalmente em átomos de isolamento. Modelos atómicos irá consistir de um único núcleo que pode ser rodeado por um ou mais electrões ligados. Não está relacionado com a formação de moléculas (embora a maior parte da física é idêntico), nem examinar átomos num estado sólido como matéria condensada . Ele está relacionado com processos, tais como a ionização e excitação por fotões ou colisões com partículas atómicas.

Enquanto átomos de modelagem em isolamento pode não parece ser realista, se um considera átomos de um gás ou de plasma , em seguida, as escalas de tempo para interacções átomo-átomo são enormes em comparação com os processos atómicos que são geralmente considerados. Isto significa que os átomos individuais pode ser tratada como se fosse cada um isoladamente, como a grande maioria das vezes eles são. Por esta consideração física atómica fornece a teoria subjacente em física de plasma e física atmosférica , embora ambos acordo com um grande número de átomos.

Configuração eletronica

Elétrons formam nocionais conchas ao redor do núcleo. Estes são normalmente num estado fundamental mas pode ser excitado por absorção de energia de luz ( fotões ), campos magnéticos, ou interacção com uma partícula de colisão (tipicamente iões ou outros electrões).

No modelo de Bohr, a transição de um electrão, com n = 3 para o escudo n = 2 é mostrada, em que um fotão é emitido. Um electrão do escudo (n = 2) deve ter sido removido previamente por ionização

Elétrons que povoam uma concha estão a ser dito em um estado ligado . A energia necessária para remover um elétron de sua concha (levando-a para o infinito) é chamada de energia de ligação . Qualquer quantidade de energia absorvida pelo electrão em excesso deste valor é convertido em energia cinética de acordo com a conservação de energia . O átomo é dito ter sofrido o processo de ionização .

Se o elétron absorve uma quantidade de energia menor do que a energia de ligação, ela será transferida para um estado animado . Depois de um certo tempo, o electrão num estado animado "saltará" (sofrem uma transição) para um estado mais baixo. Em um átomo neutro, o sistema emite um fóton da diferença de energia, uma vez que a energia é conservada.

Se um electrão interior absorveu mais do que a energia de ligação (de modo a que o átomo de ioniza), então um electrão mais exterior pode sofrer uma transição para preencher o interior da órbita. Neste caso, um fotão ou uma visível raio-X caractertico, é emitido, ou um fenómeno conhecido como o efeito Auger pode ter lugar, em que a energia libertada é transferido para outro de electrões ligado, fazendo-o entrar em contínuo. O efeito Auger permite multiplicar ionizar um átomo com um único fotão.

Há bastante estritas regras de seleção como às configurações eletrônicas que podem ser alcançados por excitação por luz - no entanto não existem tais regras para a excitação por processos de colisão.

História e desenvolvimentos

Um dos primeiros passos para a física atômica foi o reconhecimento de que a matéria era composta de átomos . Ele forma uma parte dos textos escritos em século 6 aC ao século 2 aC, como as de Demócrito ou Vaisheshika Sutra escrito por Kanad . Esta teoria foi mais tarde desenvolvido no sentido moderno da unidade básica de um elemento químico pelo químico e físico britânico John Dalton , no século 18. Nesta fase, não era claro que os átomos eram embora pudessem ser descritos e classificados pelas suas propriedades (a granel). A invenção do sistema periódico de elementos de Mendeleev foi outra grande passo em frente.

O verdadeiro início da física atômica é marcado pela descoberta de linhas espectrais e tenta descrever o fenômeno, mais notavelmente por Joseph von Fraunhofer . O estudo destas linhas levou ao modelo de átomo de Bohr e ao nascimento da mecânica quântica . Na tentativa de explicar espectros atômicos um inteiramente novo modelo matemático do assunto foi revelado. Tanto quanto os átomos e as suas conchas electrões foram em causa, não só esta rendimento de uma melhor descrição global, ou seja, o modelo orbital atómica , mas também fornecida uma nova base teórica para a química ( química quântica ) e espectroscopia .

Desde a Segunda Guerra Mundial , os dois campos teóricos e experimentais têm avançado a um ritmo acelerado. Isto pode ser atribuído ao progresso na tecnologia de computação, o que permitiu modelos maiores e mais sofisticadas da estrutura atômica e processos de colisão associados. Similar avanços tecnológicos em aceleradores, detectores, geração de campo magnético e lasers muito têm ajudado o trabalho experimental.

os físicos atômicos significativas

Veja também

Referências

Bibliografia

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