__فیزیک اتمی(Atomic Physics)__



__فهرست مقالات فیزیک اتمی__

__مباحث علمی__	__مباحث کاربردی و تجربی__
((آشکارساز اتمی))	((منتشر کننده فیلم نازک))
((چشمه الکترون))	((لامپ ماکروویو))
((نشر ترمویونی الکترون))	((مخلوط کن فرکانس))
((کاتد))	((کاتد اکسیدی))
((پدیده فوتوهدایتی))	((کاتد ماتریسی))
((پدیده فوتو ولتائیک))	((کاتد فلزی))
((اصول ماگنترون))	((لامپ فلاش پرتوان))
((نشر میدانی الکترون))	((تولید اشعه ایکس))
((الکترون فوتوالکتریک))	((تفنگ الکترونی))
((نشر الکترون از نیمه هادی))	((میکروسکوپ الکترونی))
((نشر الکترون ثانویه))	((تفنگ تزریق ماگنترون))
((بهره کوانتومی موثر))	((مخمل الکترونی))
((اصطلاحات آشکارسازی))	((مونوکروماتور انرژی))
((نظریه مکانیک کوانتومی))	((فیلتر تشدید پراکندگی الکترونی))
((مکانیک کوانتومی))	((عدسی الکتروستاتیکی))
((فوتون))	((عدسی الکترومغناطیسی))
((طیف اتمی))	((عدسی مغناطیسی))
((مدل اتمی تامسون))	((میکروگرافی))
((مدل اتمی رادرفورد))	((تداخل سنجی ماکروویو))
((مدل اتمی بوهر))	((اسپکترومتری))
((مدل اتمی بوهر و رادرفورد))	((آنالیزور انرژی ذرات باردار))
((اتم))	((اسپکترومتر یونی))
((نظریه الکترونی بوهر))	((تکثیر کننده الکترونی))
((واحد جرم اتمی))	((لامپ هیدروژن))
((جرم اتمی))	((رادیاتور حرارتی))
((عدد اتمی))	((رادیومتری))
((یونیزاسیون))	((فوتومتری))
((ثابت ریدبرگ))	((اسپکترومتر کانونی کننده))
((اصل تطابق بوهر))	((فیزیک لیزر))
((مدار بیضوی الکترون))	((تکنیک خلا))
((انواع تخلیه))	((کاربرد اشعه ایکس))
((سری طیفی بالمر))	((طیف سنج جرمی))
((سری طیفی لیمن))	((طیف سنج اشعه ایکس|طیف سنج اشعه X))
((سری طیفی پاشن))	((پراش سنج اشعه ایکس))
((سری طیفی براکت))	((شتاب دهنده خطی))
((سری طیفی فوند))	((چشمه پوزیترون))
((مدل سیاره ای اتم هیدروژن|مدل سیاره ای))	((چشمه اتمی))
((ستاره نوترونی))	((چشمه الکترون پلاریزه))
((طیف هیدروژن))	((بخارات تک اتمی))
((اپتیک الکترونی))	((چشمه یون مثبت))
((اپتیک الکترونی فیزیکی))	((چشمه کاتدی یون هیدروژن|چشمه کاتدی))
((تحریک اپتیکی))	((چشمه پلاسمایی یون هیدروژن|چشمه پلاسمایی))
((انتقالات اتمی))	((نشر میدانی یون))
((طیف اتم هیدروژن))	((چشمه فوتویونیزاسیون))
((قواعد گزینش))	((چشمه فوتون))
((کوانتش فضایی))	((چشمه الکترونی یون))
((گشتاور دوقطبی مغناطیسی))	((چشمه ماورای بنفش))
((ماگنتون بوهر))	((تولید الکترونهای هم انرژی))
((تحریک اتم))	((اسپکتروسکوپی))
((اثر فوتوالکتریک))	((فشارسنج پیرانی))
((اشعه ایکس))	((آشکارسازی بار فضا))
((پدیده نابودی زوج))	((یونشگر الکترونی))
((پدیده تولید زوج))	((آشکارساز فشارسنج یونیزاسیون|فشارسنج یونیزاسیون))
((تابش ترمزی))	((آشکارساز حرارتی))
((برخورد الکترون با اتم))	((جواب دهی طیفی))
((افوزیون مولکولی))	((ترموکوپل))
((تفکیک مولکولی))	((یونیزاسیون حرارتی))
((یونیزاسیون الکترونی))	((چشمه یونی رادیو فرکانس))
((آشکارساز حفره ای))	((ترمیستور))
((تجزیه حرارتی))	((فوتودتکتور نیم هادی))
((تحریک حرارتی اتم))	((دوربین مادون قرمز))
((تخلیه الکتریکی))	((آشکارساز ژرمانیوم))
((آشکارساز حفره ای))	((فوتوکاتد))
((تکثیر الکترونی))	((آزمایش فرانک-هرتز))
((تبدیل یونی))	((آزمایش فوتوالکتریک))
((اثر بهنجار زیمن))	((آزمایش کامپتون))
((تولید یون منفی))	((تولید میدان مغناطیسی))
((تولید الکترون اوژه))	((چشمه اتمی رادیو اکتیو))
((نشر میدانی الکترون))	((تولید ایزوتوپ))
((آزادسازی شیمیایی))	((تولید اتمهای سریع))
((مبادله بار))	((آشکارساز فوتونی))
((تخلیه الکتریکی ماکروویو))	((فوتوکنداکتور))
((سنجش الکترون ثانویه))	((آشکارسازی اتمهای سریع))
((آشکارسازی ذرات))	((آشکارساز رادیواکتیو))
((آشکارسازی نشر ثانویه))	((تولید امواج میلیمتری))
((تولید یون منفی))	((تکثیر کننده فوتون))
((شیمی نوین))	((اندازه گیری تجربی))
((اسپکتروسکوپی))	((لامپهای نوری))
((چشمه‌های مایکرو ویو))	((یکسوساز جریان الکتریکی))
((عصر اتمی))	((تکثیر کننده فوتون))
((قوانین عبور و مرور اتم))	((تحلیل کامپیوتری دینامیک مولکولی))

!دید کلی
از ((شیمی)) و ((علم فیزیک|مفاهیم اولیه فیزیک)) کاملا معلوم است که تمام اجسام از ذرات بسیار کوچک و منفرد ، یعنی ((اتم|اتمها)) و ((مولکول|مولکولها)) تشکیل شده‌اند. اتم کوچکترین ذره یک ((عناصر شیمیایی|عنصر شیمیایی)) معین است. ملکول ذره مرکبی شامل چندین اتم است. ((خصوصیات عناصر|خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر)) با خواص اتمهای این عناصر معین می‌شوند. فیزیک اتمی شاخه‌ای از علم گسترده ((فیزیک)) است که ((ساختار اتم|ساختار اتمی)) را در ابتدا مورد بحث قرار داده و مدلی استاندارد برای آن ارائه می‌دهد. در این علم چشمه‌های مختلف ذرات و پرتوها و ((آشکارسازی ذرات|آشکارسازی)) مربوط به آنها مورد بحث قرار می گیرد و به سوالات فراوانی در مورد ((ماده)) و ((ساختار ماده|ساختار)) آن که می‌تواند برای فرد مطرح باشد، پاسخ داده می‌شود.
!تاریخچه
تا اواخر قرن نوزدهم اعتقاد بر این بود که اتمها ساده ترین ذرات ماده و غیر قابل تقسیم هستند. ولی پیشرفت ((علم)) این نظر را رد کرد. ثابت شد که اتمها ، ((ذرات بنیادی)) نیستند و اجسام پیچیده‌ای هستند. این امر ، مثلا از ((اپتیک|نورشناسی)) به خصوص از ((ماهیت الکترومغناطیسی نور|نظریه الکترو مغناطیسی نور)) نتیجه شد. ثابت شده است که ((امواج الکترو مغناطیسی)) ، و به همین ترتیب ((نور)) ، موقع حرکت شتابدار ((بار الکتریکی|بارهای الکتریکی)) گسیل می‌کنند. ولی اتمهای ماده نیز می‌توانند نور ، یعنی ((طیف الکترو مغناطیسی|امواج الکترو مغناطیسی مرئی)) گسیل دارند، که طیف گسیلی شاخص هر اتم را تشکیل می‌دهد. پس می‌توان نتیجه گرفت که اتم حاوی ذراتی الکتریکی است که می‌توانند حرکت کنند. این مطالب مفاهیم اولیه‌ای هستند که برای مطالعه فیزیک اتمی لازم است.

بسیاری از مردم می‌دانند که ((اتم)) در زبان یونانی به معنی تقسیم ناپذیر ، زاییده فکر ((ذیمقراطیس)) است که 23 قرن پیش می‌زیست و تعلیم می‌داد. برای وی این تصور محال بود که اجسام مادی بتوانند بی‌حد و حصر تقسیم شوند. او ، فرض مسلم می‌دانست که باید ذراتی نهایی با اندازه‌ای کوچک وجود داشته باشد که تقسیم کردن آنها به ذرات کوچکتر امکانپذیر نباشد. ذیمقراطیس چهار نوع اتم می‌شناخت که عبارت از اتمهای ((خاک)) ، ((آب)) ، ((آزمایش‌های مربوط به هوا)) و ((آتش)) بود.

او عقیده داشت که انواع اجسام شناخته شده ،از ترکیبات گوناگون این چهار عنصر نتیجه می‌شوند. نظریه‌های وی ، که در آغار قرن نوزدهم توسط ((دانشمندان شیمی|شیمیدان)) انگلیسی ، ((دالتن|جان دالتن)) ، پذیرفته و به مبنای تجربی محکمی استوار شد، ((شیمی نوین|اساس شیمی جدید)) را تشکیل می‌دهد، با آنکه اکنون می‌دانیم که اتمها اصلا تقسیم ناپذیر نیستند و عملا ساختمان درونی پیچیده دارند. با پیشرفت علوم مختلف فیزیک و ایجاد موضوعاتی چون ((فیزیک نوین|فیزیک جدید)) ، شاخه فیزیک اتمی بوجود آمد و مطالعه مربوط به اتم و ((ساختار ماده)) و ((نظریه‌ کوانتومی|نظریه‌های کوانتومی)) در این شاخه از فیزیک مورد بحث قرار گرفت.
!اهمیت فیزیک اتمی
تکامل فیزیک اتمی و ((فیزیک هسته‌ای|هسته‌ای)) به کشف قوانین جالبی حاکم بر رفتار ((ذرات بنیادی)) سازنده ((هسته‌|هسته‌ها)) ، اتمها و مولکولها منجر شد. این قوانین معروف به ((«مکانیک کوانتومی|قوانین مکانیک کوانتومی)) ، با قوانین برگرفته از مشاهده ((حرکت|حرکت اشیای بزرگ)) ، موضوع مطالعه ((مکانیک کلاسیک)) ، به کلی متفاوتند. باید یادآوری کرد که در ((فیزیک)) ، اتمها و سازنده‌هایشان ، یعنی هسته‌ها و ((الکترون|الکترونها)) ، همچنین ذرات دیگر در ((مقیاس میکروسکوپیک|مقیاس اتمی و زیر اتمی)) را ریز ذره می‌نامند. قوانین حاکم بر این ذرات را ((دنیای میکروسکوپی|قوانین عالم صغیر « میکرو کوسم ))) نامیده‌اند. اجسام تشکیل شده از شمار خیلی زیادی از ریز ذرات ، جهان معروف به ((دنیای ماکروسکوپی|عالم کبیر « ماکروکوسم ))) را تشکیل می‌دهند که نه فقط اشیای « انسان اندازه » بلکه اجسام خیلی بزرگ نظیر ((ستارگان)) ، ((سیارات)) و سایر ((اجرام آسمانی)) را نیز در بر می‌گیرد. با به کار گیری این واژگان می‌توان احکام دقیقتری تنظیم کرد.

قوانین ((مکانیک کلاسیک|مکانیک معمولی)) عالم کبیر برای توضیح رفتار ریز ذرات بسیار نارسا و خام هستند. در عوض ، ((اصول مکانیک کوانتومی|قوانین مکانیک کوانتومی)) را می‌توان علاوه بر ذرات ریز ، در مورد پدیده‌های معمولی نیز به کار برد. در حالت اخیر نیز نتایج مشابه نتایج حاصل از ((مکانیک کلاسیک)) هستند و از تایید آزمایش برخور دارند. بنابراین مکانیک کلاسیک را باید تقریبا اول برای قوانین جهان واقعی تلقی کرد که برای اجسام بزرگ کفایت می‌کنند. ((مکانیک کوانتومی)) دقیقتر و به واقعیت نزدیکتر است یعنی نظریه عمومی‌تری است و درباره اجسامی که جرمشان از ریز ذرات خیلی بزرگتر و در حیطه مکانیک کلاسیک قرار دارند نیز به کار می‌رود. همچنین باید توجه داشت که حتی در ((فیزیک کلاسیک)) نیز پدیده‌هایی وجود دارند که آنها را فقط به کمک مکانیک کوانتومی می‌توان توضیح داد ، که ((ابر رسانایی|ابر رسانندگی جامدات)) و ((|ابر شارگی هلیم)) از این گونه هستند. بنابراین از آنچه گفته شد می‌توان به اهیمت فیزیک اتمی پی برد.
!موضوعات اساسی فیزیک اتمی
*__((ساختار اتم)) :__
در حالت کلی می‌توان گفت که کلیه اجسام پیرامون ما از سه نوع ذره کوچک بنام ((پروتون)) ، ((نوترون)) ، ((الکترون)) تشکیل شده است. پروتون و نوترون در داخل ((هسته اتم)) و الکترون خارج از هسته قرار دارد.


*__((بار الکتریکی بنیادی)) :__
((قوانین الکترولیز فارادی|قوانین فارادی)) وجود کوچترین مقدار غیر قابل تقسیم بار را توجیه می‌کند. ((اندازه گیری تجربی|اندازه گیریهای عددی)) این مقدار را برابر 1.6x10^-19 که برابر بار الکترون است، محاسبه می‌کنند.


*__اسپکتروسکوپی :__
((اسپکتروسکوپی)) یا طیف سنجی عبارتست از مطالعه تاثیر متقابل ((برهمکنش امواج الکترو مغناطیسی با ماده|امواج الکترو مغناطیسی بر ماده)). بر این اساس ((ساختار ماده|ساختمان ماده)) مورد مطالعه قرار می‌گیرد. بدین ترتیب که ماده را با امواج الکترو مغناطیسی بمباران کرده و عکس العمل ماده را مورد مطالعه قرار می‌دهند.


*خواص کوانتومی و موجی ذرات :
بر اساس ((نظریه دوبردی)) ذرات مادی می‌توانند شمار موجی از خود نشان دهند که ((طول موج)) مربوط به آن بر اساس ((اندازه حرکت خطی|اندازه حرکت ذره)) تعیین می‌شود.


*__((اصول مکانیک کوانتومی)) :__
برسی ساختار اتمی به این نتیجه منجر می‌شود که رفتار الکترونها در اتم را ، مانند ((فوتون|رفتار فوتونها)) ، نمی‌توان با ((قوانین فیزیک|قوانین فیزیک کلاسیک)) ، یعنی قوانینی که در آزمایش با ((مقیاس ماکروسکوپی|اجسام ماکروسکوپی)) ثابت می‌شوند توضیح داد.


*__((اصل مکملی نور|خواص کوانتومی و موجی فوتون)) :__
در فیزیک اتمی ((فوتون)) از جمله ذراتی است که خاصیت دو گانه دارد، یعنی در بعضی موارد دارای خاصیت ذره‌ای و در موارد دیگر خاصیت موجی از خود نشان می‌دهد. بر این اساس فوتون دارای ((طول موج)) خواهد بود.


*__((آشکارسازی ذرات|آشکار سازهای ذرات)) :__
این آشکارسازها شامل ((آشکارساز الکترونی|آشکارسازهای الکترونی)) و ((آشکارساز یونی|یونی)) ، ((آشکارسازی اتمهای خنثی|آشکارسازهای اتمهای خنثی)) و ((آشکارساز فوتونی|آشکارسازهای فوتونی)) است.
!کاربردهای فیزیک اتمی
*ساخت انواع ((کاتد ماتریسی)) ، ((کاتد فلزی|فلزی)) و ….


*((عدسی الکتروستاتیک|عدسیهای الکتروستاتیک)) و ((عدسی مغناطیسی|مغناطیسی))


*((فیلترهای اتمی|انواع فیلترها))


*طراحی ((تفنگ الکترونی)) با جریانهای بالا


*((چشمه‌های مایکرو ویو))


*((لامپهای نوری|انواع لامپهای نوری))