34.直观的卢瑟福一玻尔模型
新的原子模型虽建立了，但是还不完善，还有许多问题。当时正在卢瑟福实验室工作的丹麦科学家玻尔接受了原子有核结构的猜想。但是，根据经典物理学的电磁理论，带正电的核与带负电的电子之间有一个静电引力，这个力给电子施加一个向心加速度，使电子绕核运动，而电子在获得加速度的情况下必定发出电磁辐射。发出电磁辐射就要消耗能量，能量不断消耗的结果将使电子的运动轨道越来越小，最后它将不可避免地落到核上与核合为一体，如果发生这样的情况，这个原子就要消失。这就是说，卢瑟福的模型不能保持一个稳定的原子结构系统，而事实上原子是十分稳定的客观存在。因此，按经典物理学理论无法解释电子稳定地绕核旋转的问题。
玻尔想到了普朗克的能量子假说，他把有核结构的思想和能量子假说结合起来，对卢瑟福的模型加以修正。他认为：原子内部的电子只能在具有一定能量的特定轨道上运行而不能在任意轨道上运行。电子在这些轨道上运行时，既不吸收能量也不辐射能量。电子所处的轨道不同，它的能量也不一样；在离核近的轨道上它的能量较低，在离核远的轨道上它的能量较高。既然原子里面的电子轨道不是任意的，它们的能量也不是任意的，电子只能在特定的轨道上运行，电子的能量变化也只能在特定的能级之间跳跃，这样，原子的稳定性和电子绕核旋转就可以得到解释了。
玻尔的原子模型是在卢瑟福原子模型基础上的发展和完善，因此，人们将两者合二为一统称为“卢瑟福一玻尔模型”。
尽管“卢瑟福一玻尔模型”并不完全真实，但它基本上能说明原子的内部结构，它的直观性也带来一些方便，所以现在物理学家们还是常用它来描述原子内部的电子运动状况。
35.引发光源革命的同步辐射
同步辐射加速器是利用加速运动的电子产生同步辐射光源的装置。所谓同步辐射，或称同步光，是电子在加速运动过程中发出的韧致辐射，因首先在同步加速器上观察到而得名。1948年，美国物理学家斯温格在《物理评论》上发表题为“论加速电子的经典辐射”的论文，描述了同步加速器中电子所发出的辐射的性质，被认为是研究同步辐射性质的奠基性文章，他本人也被认为是“同步辐射之父”。
值得一提的是，我国物理学家朱洪元也在1947年观察到同步辐射现象，并于同年在《英匡I皇家学会会刊》上首先发表了“论高速的带电粒子在磁场中的辐射”的论文。
同步辐射是继电光源、x光和激光之后的第四次光源革命。同步加速器产生的同步光是线偏振脉冲白光，它的准直性好、亮度高，而且非常干净，没有杂质光，其优点可以和激光相比拟。它在材料、生命、能源等科学中有重要用途。
例如，材料在进行高压、高热处理时，其内部动态变化在一般条件下很难实时观察。但用同步辐射照相技术可以分析其内部结构的微小变化，从而有利于人们掌握材料在生长过程中的最佳条件。同步辐射照相技术使人们的视野扩展到了生物细胞结构内部，推动了分子生物的发展。该技术还可以用于精细的表面分析及液体物质分析。现在医学上应用的“心血管造影术”，广泛用于诊断心血管冠状动脉疾病。另外，同步光源在LIGA（即光刻、电铸和塑铸成型术）微加工技术中有广阔前景，它甚至可以对小到羊绒粗细大小的微型机件进行加工处理。
同步辐射因其独特的性质而受到广泛重视，在世界各地建立起多个同步辐射加速器。我国建成的同步辐射加速器有北京高能所、合肥同步辐射实验室和台湾新竹同步辐射实验中心三台，能量分别为2500、800、1300兆电子伏特。同步辐射加速器一般有多个实验站点，通过不同的窗口，可以同时在一台加速器上进行多种工作。
36.应用广泛的微波技术
微波是频率很高的电磁波，它的低端频率为300 MHz，高端可达300 GHz，因此有299.7 GHz的频带宽度，占据整个无线电波频带的99.9％，对人类来说，这无疑是一个相当大的频谱资源。
微波是现代无线电通信的生力军。工作在微波波段的通信系统，在分米波的信道频带宽度是几兆赫，在厘米波段为几十兆赫，毫米波段可达上千兆赫。若一路电视广播要占用4～8 MHz的频宽，那么一部毫米波电视发射机，可以同时发射几百套电视节目。如果按一路电视所占频带宽度等于1500路电话的频带宽度来算，毫米波通信系统可以同时传送几十万路电话。利用微波进行通信的方式很多，主要有微波中继通信、微波散射通信、波导通信和卫星通信等。它的频率高，容量大，传播距离远，可靠性好，因而在国民经济各部门和国防军事领域得到了广泛的应用。例如雷达，一般都工作在微波波段，在第二次世界大战中曾战功赫赫，近代的武器系统几乎没有一种不使用雷达，同时在国民经济方面也占有十分重要的地位。
微波遥感具有可见光照相和红外遥感所不具备的某些优点，除了不需要日照条件外，它能在阴雨天气正常工作，已成为近年来遥感技术中的后起之秀。微波遥感技术已在地质地理、水文和海洋、环境监测、军事侦察等方面得到应用。
利用微波研究物质结构，利用微波进行非电参量的检测和无损检测，利用微波加热物质，促进某些化学反应，利用微波激发等离子体，实现某些化学反应，进行化学合成或者形成特殊的加工工艺等等；在医学中，微波针灸、微波治癌、微波烧伤疗法、微波手术刀和微波诊断肺气肿等等；在农业中，微波杀虫、微波灭菌、微波育种等等。
“微波”这个在20世纪初还是鲜为人知的技术用语，今天已不再使人迷惑不解了。科学技术的迅速发展，使微波深入人们生活的每个角落。我们可以毫不夸张地说，从现代社会的生产、流通，到人们的精神与物质生活的广泛领域都离不开微波。
37.日趋成熟的核能技术
随着人类社会的进步，人们对核能的研究越来越多地用于和平的目的。核反应堆就是人类和平利用核能的一种装置。利用它人们将核能转化为其他多种形式的能量。1942年美国建成了世界上第一座人工核反应堆，1951年人类进行了第一次核能发电的尝试，标志着人类已经掌握了一种崭新的能源，核能是核反应或核跃迁时释放的能量，是一种高度密集的能量。l克铀一235全部裂变发出的热相当于2.8吨煤燃烧所放出的热。除此之外，核能还具有经济性好、运输量小等优点，同时由于它不会放出二氧化硫、二氧化碳，所以对解决环境污染、缓解温室效应都十分有益。
使核能以控制的方式释放的装置称为核反应堆。反应堆有裂变堆和聚变堆。
裂变堆按引发裂变的中子能量分为热中子堆和快中子堆，按冷却剂和慢化剂的不同又可分为轻水堆、重水堆和高温气冷堆。其中轻水堆中的压水堆由于采用水作为冷却剂和慢化剂因而技术成熟，成为核电站的主要堆型。快中子反应堆以其中子能量高、速度快，而成为21世纪核反应堆的主要发展方向。
聚变反应与裂变反应相比不仅燃料丰富而且清洁安全，如太阳的巨大能量就是聚变产生的。但由于聚变反应在地球的自然条件下无法实现，因而要发展到实用阶段还需经长时间探索和努力。
由于世界经济的快速发展，能源的紧张日益严重，因此各国争相发展和平利用核能的技术。中国人口多，人均资源占有量少，因此将能源结构向核能为主的方向转化是不可避免的。1960年中国进行了第一座核电站的初步方案设计。
1983年中国开始建设第一座核电站——秦山核电站，其装机容量为30万千瓦。
由于中国是一个发展中国家，经济和技术力量十分有限，因而采用了择优跟踪的战略，一开始就选择了国际上发展比较成熟的压水堆。预计21世纪中国将把由压水堆向快堆过渡作为核电发展的长远战略。诚然核能的使用也可能会出现类似切尔诺贝利核电站之类的事故，但是只要人们如同我们的祖先使用火一样有效地掌握它，定会使之成为一项造福人类的事业。