元素周期表的物理本质及其思想启示.docx

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1、元素周期表的物理本质及其思想启示 思想的基础。 1 对元素周期表物理本质的相识 周期表既然是一张表，就要排序，排序要有数字。最早，J. Dalton选中原子量这个数字，也顾不上追究别的因素，先排好再说。此后，大多数学者包括门捷列夫都采纳“性质”来排序。虽然门捷列夫掀起了化学界对周期表的一场普遍关注，但化学性质是个种类繁多、界定模糊且很难数值化的概念。性质相像是件很难办的事。所以在不知道电子、不知道原子内部结构的整个19世纪漫长岁月里，周期表只能猜这猜那，徘徊不前。尽管真正的科学几乎总是从揣测起先，揣测极为珍贵，但只有紧紧追究物理根源才能走出猜的迷津。 1.1 一场史无前例的物理学革命 从189

2、5年Roentgen发觉X射线起先，始终到1913年Bohr提出原子模型之间，一系列重大发觉掀起了一场史无前例的物理学革命。人们确定了原子、分子的存在，知道了X射线、电子、放射性、光电效应、早期量子论、原子光谱，最终对构成物质的基本单元原子有了大致正确的相识。也正是在这场世纪之交的物理学革命中，出现了理论物理学这门学科。原先认为“物理学是一门试验科学”，那时起先相识到“物理学不是一门单纯的试验科学”。不少数学家加入到理论物理學家行列中。同时也相识到虽然试验是理论的基础，但是单凭试验数据的统计拟合却不能靠近科学真理，“定量化”与正确的科学理论决不是一回事。 1.2 周期表走出揣测的关键第一步 在

3、这场物理学革命中，荷兰律师兼业余物理学家A.Van den Broek和英国物理学家H. Moseley的工作对周期表的形成起着确定性的影响15， 16。1909年英国物理学家C.G. Barkla发觉同一元素的不同材料发出的X射线中有几条谱线是该元素的特征谱线，与其化学状态无关。1911年Rutherford依据粒子通过铝箔、金箔的散射试验发表了原子的有核模型。一个月之后，Van den Broek就靠着他对周期表的业余探讨和Rutherford的试验发表文章干脆揣测原子核的核电荷Z就是该元素在周期表上的依次号。要知道，那时其他科学家就根本没有把周期表上的依次号当作物理量，虽说Van den Broek也是揣测，但是他第一个直指其中的物理根源。 图1 1911年著文猜想核电荷Z就是该元素在周期表上依次号的A. Van den Broek和用X射线散射试验来验证Van den Broek揣测的H. Moseley 第2页 共2页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页第 2 页 共 2 页