Атомная физика - это наука об электронном строении вещества. Она призвана объяснить его макроскопические свойства на базе микроскопического подхода {В переводе с греческого "атомос" означает "неделимый"}. Идеи о том, что материя состоит из мельчайших частиц- атомов - умозрительно высказывали ещё древнегреческие и римские философы: Демокрит, Анаксагор, Эпикур, Лукреций Кар. Правда, в то время они основывались только на умозрительных соображениях.
Толчком к возрождению идей атомизма послужило в начале XIX в. уточнение количественных измерений в химии. Некоторое время понятие об атомах в химических опытах играло лишь вспомогательную роль при анализе структуры молекул. Но в последней четверти XIX в. были проведены эксперименты, которые заставили физиков снова вернуться к проблеме структуры материи. Как самостоятельная дисциплина атомная физика начала формироваться в 20-х годах XX в. Её появлению предшествовал ряд важных научных открытий, перечислим некоторые из них:
- 1874 г. - Стони, из чисел Фарадея и Авогадро, определил величину элементарного заряда e и в 1891 г. ввёл термин "электрон";
- 1888 г. - исследование Столетовым фотоэффекта;
- 1895 г. - открытие рентгеновских лучей;
- 1896-97 гг. - Томсон измерил отношение e/me элементарного заряда к массе электрона me;
- 1900 г. - Планк создал квантовую теорию излучения абсолютно чёрного тела и ввёл постоянную h;
- 1902 г. - Томсон предложил модель атома с электронами, вкрапленными в размазанный положительный заряд ("пудинг с изюмом");
- 1905 г. - Эйнштейн объяснил явление фотоэффекта;
- 1906-1911 гг. - Резерфорд измерил размеры атомного ядра;
- 1913 г. - планетарная модель атома по Бору;
- 1925-27 гг.- созданы основы квантовой механики (Гайзенберг, Борн, Йордан, Дирак, Паули, Шредингер).
Становление атомной физики на базе квантовой механики приходится на середину 20-х годов XX века. Примерно через 30 лет, с середины 50-х годов началось её преподавание в университетах. На физическом факультете МГУ первые лекции по этому предмету были прочитаны в 1955 году.
Расчёты, выполняемые методами квантовой механики, как правило, весьма трудоёмки. Некоторых из них мы неизбежно коснёмся в дальнейшем. А сейчас выполним оценки порядков интересующих нас величин, воспользовавшись соображениями размерности.