佩兰测定阿伏伽德罗常数的方法

 我们在用分子运动论处理两种不同气体时,通常需要知道的是这两种气体的分子数目而不是它们的质量.但是,怎样才能知道气体分子数目呢?     

阿伏伽德罗常数的测量及物质的量的新定义

自1971年以来,物质的量摩尔(mol)确定为国际单位制(SI)的7个基本单位之一,由0.012千克碳-12的原子数目定义为1摩尔,由此它与千克的定义具有相关的特性。在千克采用普朗克常数重新定义后,摩尔将采用阿伏伽德罗常数重新定义。文章介绍了重新定义所做的工作及新定义使用的原理和实验测定。这些结果对物理学、化学和计量学均有重要的意义。     

阿佛伽德罗的分子假说和阿佛伽德罗常数

一、阿佛伽德罗生平[1,2] 阿梅狄奥·阿佛伽德罗(Amedeo Avo-gardro,1776-1856)1776年8月9日生于意大利西北部的都灵,祖先几代都是罗马天主教会的律师.按照家庭的传统,似乎理所当然地要把他培养成为一名律师.1792年他获得法律学士学位,1796年获得教会法律博士学位.在此后的几年中,他以律师身份在几个政府部门工作过,1801年还担任过Eridano地方长官的秘书.然而就在这些年间,他对自然科学发生了兴趣,并以全付精力自学数学和物理学,为此不惜放弃他的法律事业.他最初研究的是电学方面的问题.1803年,他与他的哥哥费利斯合作,发表了第一篇电学论…     

阿佛伽德罗常数和它的测定

阿佛伽德罗常数是物理学、化学中的一个重要的基本常数.它的发现与确定对原产分子学说的最后胜利,对微观现象同宏观现象联系的建立,对化学的发展和化学计量的确立起了决定性的作用. 十九世纪初,英国的化学家道尔顿建立了原子学说.但是他的学说很快就与盖-吕萨克发现的气体化合体积定律发生了不可调和的矛盾.这一矛盾的解决是意大利物理学家阿佛伽德罗的贡献.阿佛伽德罗首先把原子与分子区别开来,提出分子(组合分子)和原子(基本分子)是两种不同的概念.根据这种概念及盖-吕萨克的体积定律,他于1811年提出了著名的阿佛伽德罗假说:在同温同压下…     

从大数假设到人择宇宙学原理

 我们知道,在物理量中有不少是物理常量,这些物理常量可分为两类。一类是物理常量,和物理性质有关,如比热、电阻率、折射率等,这些常量在一定条件下会随某一因素而改变;另一类是基本物理常量,是物理学中的普适常量,如真空中的光速c、引力常量G、普朗克常量h,等等。对这些基本物理常量的测定和研究在物理学的发展中占有重要地位。由于现代物理理论所依据的基本假设是这些物理常量的不变性,因此大量的物理实验都是围绕这些基本物理常量进行的。另外基本物理常量间的协调还是检验物理理论的重要途径,因而一直受到人们的高度重视。     

分子和原子--从假设到实在

2004年6月10日，联合国第58次全体会议作出决议将2005年定为“国际物理年”．决议指出：“物理学是认识自然界的基础”，“是当今众多技术发展的基石”，“物理教育为培养人的发展提供了必要的科学基础”；并指出“爱因斯坦在1905年的几项重要发现奠定了现代物理学的基础”；高度评价物理学在认识世界、改造世界和提高人的科学素质等方面的重大作用．这一切都是指近400年来走到正确的认识自然和改造自然道路上的，并以相对真理形式体现绝对真理而不断发展的物理学．贵校同学们邀我来作有关物理学史方面的科普报告．     

阿伏伽德罗（Avogadro，Amedeo,1776-1856）意大利物理学家（Physicist，Italy）

阿伏伽德罗出生于都灵的一个贵族家庭，毕生致力于原子论的研究。当时由于道尔顿和盖-吕萨克研的工作，近代原子论处于开创时期，阿伏伽德罗从盖-吕萨克定律得到启发，于1811年提出了一个对近代科学有深远影响的假说：在相同的温度和相同的压力条件下，相同体积中的任何气体总含有相同的分子个数。但他的这个假说却长期不为科学界所认同，主要原因是当时科学界还不能区别分子和原子，同时由于有些分子发生了离解，出现了一些阿伏伽德罗假说难以解释的情况。     

分子的大小和阿佛伽德罗常数的测定——一个学生实验

一.引言本文提出一个简单的但我们相信有助于学生合理地估算分子大小和阿佛伽德罗常数的练习。这一节,先阐明原理,详细实验在第2节讨论。从基本的气体分子运动论可知分子平均自由程可以用分子密度n和分子直径d来表示λ=(1/(nπd~2))……(1)如果我们能从实验测定λ与n的值,则可确定分子的直径d。由基本的分子运动论及分子无     

从竞赛题到高考题

高考题与竞赛题之间的渊源,已有几年的历史.竞赛题在高考中的不断变相出现和高考物理改革的深化是相一致的,旨在加强对学生能力的考查,在近几年江苏自主命题的高考物理试卷中尤为突出.那么,这类高考题是怎样从竞赛题演变来的呢?     

从量子力学到信息技术

 提到量子力学,现代人们都知道它是现代物理学中重要的基础理论,也是现代科学技术中的两大重要基石之一,它是一门能使人类把握宏观物体的各种性能,并能深入认识物体微观结构的科学。提到信息技术,人们都知道它同样是现代高新技术,也是20世纪五大尖端技术之一。然而,谈到两者是否存在关系、是何种关系时,则鲜为人知。当我们翻开科技发展的史册,对信息技术进行追源探因,就可以发现:量子力学是信息技术的源泉,是信息技术的原创理论基础;信息技术是量子力学理论的技术应用和技术开发。下面我们不妨从科学技术发展的历程中追源探因。     

从BSRF到HEPS

作为北京怀柔综合性国家科学中心的核心装置,高能同步辐射光源（High Energy Photon Source,简称HEPS）的建设如火如荼,基建工作已基本完成（建设实景照片如图1所示）,正处于设备安装阶段,将于2025年底顺利完成。届时世界领先水平的新一代同步辐射光源（参数见表1）^[1]将屹立在古老的长城脚下,为中国多学科领域研究能力的提升、产出世界一流的研究成果提供重要的研究支撑平台。     

从鱼洗到海啸

美国地球物理研究人员对2004年印度洋海啸成因提出了新的看法,即地震激起地球低阶球形驻波引发海啸,其机理分析与鱼洗喷水效应源自侧壁自激振动的物理机制类似.该分析物理图像清晰,有助于早期发布海啸预警.     

从单摆到混沌

 与速度无关的力,如保守力、驱动力、都不影响相元面积.以上结论对维数更高的相空间完全适用.(2)二维相图的通有特征行为庞加莱和瑞典数学家本迪克森(I.Bendixson)证明了,在二维相空间里动力学系统的特征行为只有图25中所示的集几种情况:源、汇和鞍点三种不动点,稳定和不稳定的两种极限环.它们的例子我们都已在§2和§3中遇到过了.     

从沙堆到宇宙

以微观 宏观 巨观 微观为顺序, 以生活中常见的沙堆为主线从量子力学中 常见的一维可解势出发研 究粒子在均匀的引力场中的情况, 并从此得到启发回到经典物理范畴内, 用 N e w t o n力学和统计物理的方法研究宏 观的沙堆问题, 最终由沙堆问题类比、 延伸到整个宇宙的S t a n d a r dMo d e l理论和 H i g g sB o s o n理论, 从沙堆到宇宙 的分析表明,物理学绝对不是一块一块“ 量子化”的体系; 而是存在高度内在联系、 浑然一体的理论体系, 俨然呈现 出物理学整体的和谐之美     

从单摆到混沌

 分形点集的维数有许多种定义,其中一种是容量维数（apacity dimension）。取边长为8的n维小方盒（一维时为长度等于8的线段,二维时为边长等于8的正方形,三维时为边长等于8的立方体,等等）,设覆盖该点集所需小盒的最低数目为N（8）。对于通常我们所熟悉的规则形体,N（8）是不难计算的。例如,覆盖一根单位长度的线段需要N（8）=1/8个小盒,覆盖一个单位边长的正方形需要N（8）=（1/8）²个小盒,覆盖一个单位边长的立方体需要N（8）=（1/8）³个小盒,等等。     

从单摆到混沌

 图7是一张扩展的相图,对应于不同的n.θ=2nπ对应图上不同的点.它们被看成是不同的吸引中心.从图7可以看出,分界线把相平面分隔成不同的区域,从每一区域中的任一点出发,轨线都流向该区中心的吸引子.我们把这样的区域叫做该吸引子的吸引域(basin of attraction).     

从粒子到宇宙

 从超新星１９８７Ａ谈起１９８７年２月２３日,在地球上探测到远离它１７万光年的大麦哲伦星云发生的一次能量为１０２７倍的氢弹爆炸能量的超新星爆发,这次爆发后来被称为１９８７Ａ．这是自１６０４年开普勒探测到的这类爆发以来人类第一次可由肉眼观察到的超新星爆发．由于核燃料的耗尽,在自身强大引力的作用下,星体在几秒钟的时间内坍缩,并释放出成百倍于我们太阳在它现存的时间内发出的全部能量．在加拿大天文学家在智利的山上注意到超新星１９８７Ａ之前,就传来了中微子在美国和日本的两个巨大的地下粒子探测器被记录的消息．这些探测器均由几千吨非常纯净的水组成,并配以光电倍增管和电子学．     

从电子学到光子学

 以物理学为代表的自然科学的蓬勃发展为人类带来了数不尽的新鲜概念,什么地球绕着太阳转,什么世界上的东西都是由一百零几种元素组成的,什么相对论,测不准,什么绝缘体、半导体,什么黑洞、夸克…….同时,更重要的是它推动了工业的发展,掀起了一场又一场的产业革命:蒸汽机、电气化、原子能、计算机…….这些革命不仅减轻了人们的繁重体力劳动,给人们带来无限的精神和物质享受,而且实际上是在改变着社会、改变着人类生活.