1 原子物理与分子物理
科学家总是倾向于相信可以看见或体验到的事物。但是，在还没有人见到哪怕一个原子之前，科学家就已经确信它存在。
尽管不能直接看到原子，人们还是能从其他方面意识到它的存在。化合物由一些元素结合形成，物质从根源上说由微小粒子构成。英国化学家约翰·道尔顿（john Dalton，l766--1844）以及其他研究物质的化学家、物理学家提出，每种基本化学元素对应一种特定粒子。看起来这些物质微粒是可能存在的最小物体，不可再分，故称其为原子（atoms），源自希腊语atomos一词，意为不可分的（中文“原子”一词即本原之意，相应的可以再分的称为分子）。
证实原子的确存在之后，仪器和检测手段的改进，使科学家很快发现了更多关于原子的知识，包括原子并非真的不可再分。物理带领人们在原子王国中进行奇妙旅行：原子是由更小的粒子构成的，这些粒子可以形成非常有用的粒子束；原子可以被劈开，同时释放出巨大能量，这些能量既用于创造，也用于毁灭。原子和分子的微观模型仍非彻底清楚，在人类的生产实践深入到微观物质领域后，微观模型的重要性日显突出，现在物理学家根据已有知识可以创作出原子的图像。看见原子：扫描隧道显微镜
想在普通光线照明下看见一个物体，这个物体要么能够自己发光，要么能够反射其他发光物体发出的光线，除此之外别无他法。原子太小，不能发出足够光线，即使使用最强大的光学显微镜也无法聚集这些微弱的光。通常，原子的尺寸以纳米（nanom—eter，缩写为nm）为单位，l纳米是1米的10亿分之一。
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