Zawartość
- Wierzenia starożytnej Grecji
- Teoria Daltonów
- J.J. Teoria Thomsona
- Hipoteza Rutherfords
- Teoria Bohrsa
- Einstein, Heisenberg i Mechanika Kwantowa
- Teoria kwarków
Teoria atomowa ewoluowała od czasów starożytnych. Naukowcy przyjęli hipotezę greckich uczonych i oparli ją na swoich odkryciach i teoriach dotyczących atomu, które wywodzą się z greckiego słowa „atomos”, co oznacza niepodzielne. Od tego czasu społeczność naukowa odkryła, że cząstki te dzielą się dalej na cząsteczki zwane protonami, neutronami i elektronami. Niemniej jednak nazwa „atom” utknęła.
Wierzenia starożytnej Grecji
Leucippus i Demokryt jako pierwsi zaproponowali, w V wieku p.n.e., że cała materia składa się z małych jednostek zwanych atomami. Dwaj filozofowie utrzymywali, że były to cząstki stałe bez wewnętrznej struktury i występowały w różnych kształtach i rozmiarach. Wartości niematerialne, takie jak smak i kolor, zgodnie z tą teorią, zostały wykonane z atomów. Jednak Arystoteles zdecydowanie sprzeciwił się tej idei, a społeczność naukowa przez stulecia nie przywiązywała do niej poważnej uwagi.
Teoria Daltonów
W 1808 roku angielski chemik John Dalton rozwinął greckie pojęcie atomów. Postulował, że materia składa się z atomów, które są małymi niepodzielnymi cząsteczkami. Zaproponował również, że chociaż wszystkie atomy jednego pierwiastka są identyczne, są one całkowicie różne od tych, które tworzą inne pierwiastki.
J.J. Teoria Thomsona
Angielski fizyk Joseph J. Thomson zaproponował teorię „budyniu śliwki” atomu podzielnego w 1904 roku, po odkryciu elektronów w 1897 roku. Jego model zakładał, że atomy składają się z dużej dodatnio naładowanej kuli wysadzanej ujemnie naładowanymi elektronami (nazwał je „ciałkami” „) jak owoce w budyniu śliwkowym. Dalej wysunął hipotezę, że ładunek dodatnich kul sferycznych jest równy ładunkom ujemnym elektronów. Dziś nazywamy protony naładowanymi dodatnio cząsteczkami, a ujemnymi elektronami.
Hipoteza Rutherfords
Brytyjski fizyk Ernest Rutherford zaproponował atomowy model atomu, w którym istnieje jądro, w 1911 roku. Odkrył także aktywność w tej części, a mianowicie ruch protonów i elektronów w centralnej części atomu. Dalej postulował, że liczba protonów w atomie jest równa liczbie elektronów. Postawił również hipotezę, że istnieje więcej neutralnych cząstek. Te stały się znane jako neutrony.
Teoria Bohrsa
Duński fizyk Niels Bohr zaproponował w 1913 r. Model planetarny, w którym elektrony krążą wokół jądra dokładnie tak, jak planety krążą wokół Słońca. Podczas gdy elektrony są na orbicie, mają coś, co Bohr nazwał „stałą energią”. Gdy cząstki te absorbują energię i przechodzą na wyższą orbitę, teoria Bohrsa nazywa je „elektronami wzbudzonymi”. Kiedy elektrony powracają na swoją pierwotną orbitę, oddają tę energię jako promieniowanie elektromagnetyczne.
Einstein, Heisenberg i Mechanika Kwantowa
Z dziesięcioleci żmudnych badań przeprowadzonych przez tysiące naukowców, obecna teoria atomowa opiera się na pracach wykonanych w latach 30. XX wieku przez Alberta Einsteina, Wernera Heisenberga i innych. Podobnie jak w przypadku wcześniejszych teorii, atom składa się z centralnego, ciężkiego jądra otoczonego wieloma elektronami. W przeciwieństwie do wcześniejszych teorii, które traktowały elektrony, protony i inne drobne cząstki jako określone stałe grudki, współczesna teoria kwantowa traktuje je jako statystyczne „chmury”; co dziwne, możesz dokładnie zmierzyć ich prędkość lub ich lokalizacje, ale nie oba jednocześnie. Zamiast elektronów zachowujących się jak planety krążące po dobrze zachowanych ścieżkach eliptycznych, wirują w niewyraźnych chmurach o różnych kształtach. Atomy stają się mniej twarde, precyzyjne kule bilardowe, a bardziej sprężyste, okrągłe gąbki. I pomimo tego, że są „ciałami stałymi”, mogą wykazywać właściwości falowe, takie jak długość fali i wzory interferencyjne.
Teoria kwarków
Kiedy naukowcy przyglądali się atomom za pomocą coraz potężniejszych instrumentów, odkryli, że protony i neutrony tworzące jądro z kolei składają się z jeszcze mniejszych cząstek. W latach 60. fizycy Murray Gell-Mann i George Zweig nazywali te cząstki „kwarkami”, zapożyczając słowo użyte w powieści Jamesa Joyce'a. Kwarki występują w odmianach takich jak „góra”, „dół”, „góra” i „dół”. Protony i neutrony powstają z wiązek trzech kwarków: odpowiednio „góra”, „dół” i „góra” i „dół”, „góra” i „dół”.