科学家们研究原子世界时会运用原子模型。他们通过研究各种分子和原子性质的实验创建可以说明实验结果的原子模型。

这样的原子模型可以对原子的各种性质进行解释或推测，但是一旦出现无法用旧的原子模型解释的新现象时，科学家们就要创建新的原子模型。

各种原子模型的出现和消失就是这个原因。对原子模型的出现和消失起到作用的重要人物就是丹麦物理学家尼尔斯·波尔。

波尔不仅创建了原子模型，而且对量子力学模型的创建也有巨大的贡献。

郭泳稙的这本《波尔讲的原子模型的故事》不仅介绍了原子世界，而且也清楚地说明了量子物理学的出现及建立过程。

现代科学是建立在20世纪初完成的量子物理学基础上的。量子物理学使人们能了解微观的原子世界，而在此基础上，物理学、化学、生物学等所有自然科学都取得了巨大发展。《波尔讲的原子模型的故事》不仅介绍了原子世界，而且也清楚地说明了量子物理学的出现及建立过程。

丹麦物理学家尼尔斯·波尔因其对原子结构的研究成就，于1922年获得了诺贝尔奖。波尔在第二次世界大战中去了英国和美国，参与了开发原子弹的“曼哈顿计划”。后来他发表了致联合国的公开信，主张和平利用原子能以及公开核武器研究。听波尔这位对量子力学的建立做出重大贡献的科学家讲述量子物理学和原子的故事，不仅对关心现代科学的学生，对所有人来说都是一件快乐的事情。

《波尔讲的原子模型的故事》由韩国作家郭泳稙所著。

第—课 物质和原子

第二课 X射线和放射线——原子分裂

第三课 电子和质子的发现

第四课 汤姆逊的原子模型

笫五课 卢瑟福的原子模型

第六课 普朗克的量子假说

第七课 波尔的原子模型

第八课 量子物理学的登场

第九课 量子力学原子模型

附录

科学家简介

科学年代表

核心内容测试

现代科学辞典

原子研究的历史

下面我们就开始讲述原子的故事吧！在一百多年以前，人们还不知道原子是如何构成的，所以很多科学家都想通过自己的研究了解原子的结构。

我想先向大家介绍一下当时为了弄清楚原子的结构，科学家们都做了哪些研究，以及他们在这个过程中都经历了什么困难。当然，我也会向大家详细地说明通过研究而了解到的原子结构。

对了，大家知道原子是什么吗？都知道？社会发展果然迅速。一百多年前科学家们都不知道的事物，现在连小学生都知道。不过要讲原子结构，我们还是得从原子是什么说起。

虽然大家都已经知道了，但还是当做复习再听一下吧！要想学得好，复习十分必要。获得诺贝尔奖的科学家们都有在睡觉前对当天所学内容进行复习整理的习惯哦！

世界上有数不清的物体，大家一起来说一说咱们身边的物体吧：书桌、铅笔、小汽车、电视机、电脑等，种类多得数都数不完。那么，这些物体都是由什么做成的呢？

有的是用木头做的，有的是用金属做的，也有用塑料做的，还有用纸做的。制作物体所用的材料就是物质。所以，物体是由金属、木头、塑料、纸等物质做成的。

那么物质又是由什么构成的呢？我们只要稍微观察一下，马上就知道物体是由什么做成的。但是要知道物质是由什么构成的，却不是一件容易的事，因为我们无法直接看到构成物质的小颗粒。

科学家们已经了解到世界上的所有物质都是由一种叫做原子的小颗粒构成的。但是最初提出物质是由原子构成这一主张的并不是现代的科学家。

距今2500年前，古希腊的留基伯和德谟克里特最早提出所有物质都是由原子构成，所以他们俩可以说是最早提出原子模犁的人。

原子是构成物质的要素

留基伯和德谟克里特提出的原子论认为，世界是由原子和真空组成的。他们认为在完全不存在物质的真空中漂浮着物质的颗粒(原子)，而构成物质的原子是一种无法再分裂与合成的颗粒，并有数不清的种类。

原子论者认为，原子的种类不同，其大小、外形、重量也各不相同，大原子聚在中心形成地球，而水、空气、火等小原子被挤到边缘，围绕在地球周围。

他们认为人体也由原子构成，各种原子不断地被人体发散和吸收，因此人体也是一个小宇宙。

他们甚至将尝味道、闻气味、听声音等现象也用原子论来解释。他们说，人们能听到声音，是因为原子的运动会刺激空气，空气再传达到耳朵的缘故。他们还认为，舌头能尝出味道，是由于食物的味觉原子和舌头的原子互相接触的缘故。辣或咸等比较刺激的食物是由敏感且粗糙的原子构成的，甜的食物是由柔软光滑的原子构成的。人们能看见其他物体，也是由眼睛射出的原子和物体的原子相碰撞后形成的新原子刺激了视网膜而产生的。

此外，他们还认为物质的种类之所以不同，是由于构成物质的原子种类不同，或是由于原子的排列方式不同。如果原子之间紧挨着排列的话，就会构成密度大的物质；如果原子之间距离远的话，就会构成密度小而柔软的物质。

他们甚至认为人类的灵魂也是由原子，并且是由相互很难融合且快速运动的球形原子构成的，这种原子可以保持人体的热量，而热量会在人体全身循环。

但是他们提出的原子论并没有被大众接受。毕竟，用无法看到的原子来解释所有现象是很难让人信服的。  而且，原子论者极力主张真空应该是存在的，而当时人们却认为并不存在真空，所以原子论很难被人们接受。因此原子论在长达2300年的时间里销声匿迹了。

但是恩培多克勒(Empedocles，约公元前495一前435年)的物质由水、火、土、气四种元素构成的四元素论却得到了人们的认可。所有动物的身上都流淌着以水为主要成分的血液，而植物也囟为水的灌溉才能成长，并且开花结果。由此似乎可以认为，是由于水发生变化而生成了花和果。大家抚摸自己身体的时候会觉得很温暖吧？阳光也是温暖的。物质和光里都含有温暖的东西。由此似乎也可以认为，火也是构成世上所有物体的重要元素。

植物的生长需要土壤，所有动物都靠在土里生长的植物生存，死后又重新归于土壤，所以土也包括在构成所有物质的四元素中。

我们通过呼吸才能生存，因此我们一刻也离不开空气。空气充斥于每个角落，无论是天空中、碗中，还是缝隙中，都有空气存在。所以空气也是四元素之一。

在漫长的2300年里，人们都认为物质是由四种元素构成的。一直到距今250年前，氧气、氢气、二氧化碳等气体被陆续发现，土壤中的多种成分也被发现，人们才不再相信世界上的所有物质都是由四元素构成的理论。

1808年，英国著名化学家、物理学家道尔顿提出，所有物质都是由无法再分裂的极小颗粒“原子”构成的。道尔顿的这个主张被叫做“原子论”。

道尔顿提出原子论的时间比我出生的时间还要早1 00年，也就是距今f200年前的事了。大家知道原子用英语怎么说吗？就是“atom”。这个单词本身就带有不能分裂的意思，所以原子就是不能再分裂的小颗粒。P5-10

我们无法看到原子的世界，但是却能像亲眼见到似的十分了解这个世界，这都得益于科学家们一直以来对这个微观世界进行的孜孜不倦的研究。

科学家们研究原子世界时会运用原子模型。他们通过研究各种分子和原子性质的实验创建可以说明实验结果的原子模型。

这样的原子模型可以对原子的各种性质进行解释或推测，但是一旦出现无法用旧的原子模型解释的新现象时，科学家们就要创建新的原子模型。

各种原子模型的出现和消失就是这个原因。对原子模型的出现和消失起到作用的重要人物就是丹麦物理学家尼尔斯·波尔。

波尔不仅创建了原子模型，而且对量子力学模型的创建也有巨大的贡献。因此我认为，要了解原子模型和原子变迁史，最好的方法就是将原子模型的发展过程与波尔的一生对照着进行了解。

我写这本书，就是希望青少年们不仅能对原子模型有进一步的了解，而且能对现代科学的轴心——量子物理学也有更深入的认识。

郭泳稙