szeretem ezt a történetet. Ez egy történet arról, hogyan változtak az ötletek az atom természetéről. Ezeket a jegyzeteket (és diagramokat) használom, amikor az anyag atomi természetét nem tudományos szakokra tanítom. A legjobb dolog ebben a történetben az, hogy ez egy nagyszerű példa a tudományra. A tudomány (vagy a tudósok) modellt épít. Ha új bizonyítékok jönnek, a modell megváltozik. Számos más honlapok, amelyek leírják az összes ezt a dolgot, fogok felsorolni egy pár végén ezt a bejegyzést.

egy atom tipikus tankönyvmodellje

nézz bele egy intro, nem tudományos szakkönyvbe, és valószínűleg egy ilyen képet fogsz látni az atomról. Ennek a modellnek van néhány jó ötlete, de összességében van néhány problémája. Ennek a modellnek a kulcsa (nem helytelen pontjai) a következők:

• Az atom készül a proton, neutron, elektron
• a Legtöbb helyet foglalt a terület, ahol az elektronok léteznek
• A protonok, illetve neutronok a központi atom – úgynevezett mag

görög Modell az Atom

mindig vissza kell mennie a Görögök, nem? Sok mindent csináltak. Tudom, hogy valóban tudósok voltak, de ez még mindig jó hely a kezdéshez. Itt van egy kép a Democritus mellszoboráról.

a való életben valószínűleg színe volt. Democritus jóvá jön az atom. A kérdés az volt, hogy mi történne, ha folyamatosan szednél valamit (például egy fát), és kisebb-nagyobb darabokra törnél? Mindig egy darab fa lenne? Kisebb-nagyobb darabokra bontanád? Democritus azt mondta, hogy ha továbbra is lebontja, olyan méretre jut, amelyet már nem lehet megtörni. Ez lenne az oszthatatlan darab. Görögül: atomos = oszthatatlan. Így az atom. (Tudom, hogy több van a görögöknek, de szükségem van egy helyre a kezdéshez)

Dalton modellje

nem megyek bele a Dalton modelljének kísérleti bizonyítékába az atom, ez jó dolog, bár. Hadd mondjam el, mit mondott Dalton:

• a dolgok elemekre bonthatók (a periódusos táblázatban felsorolt dolgok).
• az elemek különböző tömegű atomok.
• a vegyületek elemek kombinációi. Tudod, mint a víz, só vagy pizza.

alapvetően Dalton csak kibővítette az atom görög ötletét. Az atom egy kis dolog, és vannak különböző tömegek különböző tulajdonságokkal.

J. Jonah Jameson Thomson – (más néven J. J.)

Thomson katódsugarakkal játszott. Ezek csak elektronsugarak (de a katódsugár hűvösebbnek hangzik). Azáltal, hogy a fénysugár kölcsönhatásba lépett az elektromos és mágneses mezőkkel, Thomson képes volt meghatározni egy elektron tömeg / töltés arányát. Ebből tudta, hogy az elektron az atomból származik, negatív töltése és kis tömege volt. Itt van a modell, amelyet javasolt.

Thomson megragadta az atom gondolatát, és megpróbálta beépíteni az elektron bizonyítékait. Ebben a modellben az elektronok a kis dolgok, a többi pedig valami pozitív anyag. Ezt általában plumb puding modellnek nevezik, mert az elektronok olyanok, mint a pozitív pudingban.

Rutherford Scattering

Ernest Rutherford egy nap azt mondta: “Hé, azt hiszem, néhány dolgot atomokra fogok lőni.”Biztos vagyok benne, hogy a felesége azt mondta:” Ó, Ernie ” (valószínűleg Ernie-nek hívta) “ha örömmel játszik a kis fizikai dolgaival, menj előre. Tudom, mennyire szereted.”Így tett. Néhány alfa-részecskét (amelyek valójában csak egy hélium atom magja) lőtt néhány igazán vékony aranyfólián. Itt van egy diagram a kísérletéről.

lődd le ezeket a pozitív alfa részecskéket ebben a pozitív puding atomban, leginkább le kell ugrálniuk, ugye? Nos, nem ez történt. Rutherford úgy találta, hogy a legtöbbjük átment a fólián. Volt, aki visszapattant. Hogy lehet ez, ha a plumb pudding modell helyes volt? Rutherford kísérlete megváltoztatta az atommodellt. Ha a pozitív alfa-részecskék többnyire áthaladtak a fólián, de néhány visszapattant. És ha már tudták, hogy az elektron kicsi és negatív, akkor az atomnak egy kis pozitív atommaggal kell rendelkeznie a körülöttük lévő elektronokkal.

Bohr Model

A Niels Bohr által javasolt modell az, amelyet sok bevezető tudományos szövegben látni fog. Sok jó ötlet van ebben a modellben, de nem az, aki egyetért az összes jelenlegi bizonyítékkal. A modell megpróbál kapcsolatot teremteni a fény és az atomok között.

tegyük fel, hogy egy kis fényt, és hagyja, hogy a különböző színek hajlítani különböző mennyiségben (gondolom szivárvány). Így láthatta, hogy milyen színek vannak jelen a különböző fényforrásokhoz. Itt van három különböző fényforrás.

talán a villanykörte fénye az, amit elvár. Ezek a szivárvány színei. Tegyük fel azonban, hogy vett egy kis hidrogéngázt, és felizgatta. Csak bizonyos színek (csak bizonyos hullámhosszak) lennének a kibocsátott fény. Ha fényt süt át néhány hidrogéngáz, nem lesz sötét sávok fény azonos színekben.

tehát Bohr azt mondta, hogy ezek a fényszínek a hidrogéngázban megfelelnek a hidrogénben lévő elektron különböző energiaszintjeinek. Ez a Bohr modell kulcsa – az elektronok csak az atom bizonyos energiaszintjein lehetnek. Ez őrült (legalábbis őrült volt az ideje miatt). Gondolj egy bolygóra, amely a Nap körül kering. Bármilyen energiaszinten lehet. Ebben az esetben van egy gravitációs erő, amely vonzza a bolygót, amely orbitális mozgást eredményez. Ez a Naprendszerben bárhol működni fog.

a korai fizikus úgy gondolta, hogy az elektron egy atomban olyan, mint egy nap körül keringő bolygó. A legfontosabb különbség az, hogy az elektron (a Bohr modellben) elektromos kölcsönhatás miatt kering, nem pedig gravitációs kölcsönhatás miatt. Nos, a másik különbség a Bohr modellben az, hogy az elektron nem tud keringeni (ha nem kering, amit nem) semmilyen távolságból és energiából. Itt van a Bohr modell lényege.

A Bohr modell a fény frekvenciája és a szintváltozás energiája közötti kapcsolattól függ. Ha az energiaváltásnak megfelelő frekvencia fénye kölcsönhatásba lép az atommal, az elektron képes elnyelni a fényt, és felugrani egy szintre. Ha egy izgatott elektron leugrik egy szintre, akkor elveszíti az energiát. Az energia, amelyet az elektron veszít, fényré válik az energia változásának megfelelő frekvenciával.

A Bohr modell meglehetősen zavaró lehet A bevezető hallgatók számára, de a lényeg az, hogy ez a modell egyetért a következő bizonyítékokkal.

• Elektronok kicsik, negatív töltésű
• a Protonok a sejtmagban, a kicsi ahhoz képest, hogy a méret az atom
• egy adott elem, csak bizonyos frekvenciák (színek) a fény elnyelt vagy kibocsátott.

Schrodinger and Heisenberg Model

A Bohr modellnek van egy kulcsfontosságú pontja, amelyet már nem fogadnak el az atom jelenlegi modelljeiben. A Bohr modellben az elektronokat még mindig úgy gondolják, hogy a mag körül keringenek, mint a Nap körül keringő bolygók. Valójában ez valami, amit nem mondhatunk, igaz. Az atomokkal és elektronokkal az a baj, hogy mi, emberek, kivéve őket, ugyanazokat a szabályokat tartjuk be, mint a baseballok és bolygók. Valójában ugyanazok a szabályok, de az alapfalak és a bolygók követik a kvantummechanika szabályait anélkül, hogy mi emberek észrevennénk.

kiderül, hogy nem igazán mondhatunk semmit az elektronok pályájáról vagy helyzetéről egy atomban. Amit mondhatunk, az a valószínűségekről szól. Elmondhatjuk, hogy milyen régiók lehetnek egy elektron. Itt van egy diagram, amely segíthet. Ezek valószínűségi eloszlások egy atom különböző energiaszintjeire (a Wikipédiából)

összefoglaló

a tudósok modelleket építenek. Amikor új bizonyítékokat gyűjtenek, a modellek megváltoznak.

Linkek

• Történelem, az Atom – ez egy régi oldal, hogy van néhány törött képek, de még mindig jó cucc
• University of Colorado Fizika 2000 – ismét a régi, de jó (ha nem egy kis butus)
• Physlet Bohr-modell
• Bemutató atomok
• Wikipédia – Démokritosz
• Wikipédia – J. J. Thomson
• Wikipédia – Ernest Rutherford
• Wikipédia – Niels Bohr

Update:

teljesen elfelejtettem, hogy csináltam egy videót előadás ehhez hasonló dolgokat. Ha szeretsz hallgatni és nézni, ahelyett, hogy olvasni, nézd meg ezt.

is, van egy nagy könyv a történelem az atom. A fizika története Isaac Asimov. Nagyon ajánlom ezt a könyvet, annak ellenére, hogy már nincs nyomtatva. Egy használt könyvesboltban találtam meg a másolatomat.