原子モデルの開発
私はこの物語が大好きです。 それは、原子の性質についてアイデアがどのように変化したかの物語です。 これらは、私が物質の原子的性質を非科学専攻に教えるときに使用するノート（および図）です。 この物語についての最もよい事はそれが科学のすばらしい例であることである。 科学（または科学者）は、モデルを構築します。 新しい証拠が来ると、モデルは変更されます。 このようなもののすべてを記述するいくつかの他のウェブサイトがありますが、私はこの記事の最後にカップルをリストします。
原子の典型的な教科書モデル
イントロ、非科学専攻の教科書を見て、あなたはおそら このモデルにはいくつかの良いアイデアがありますが、全体的にはいくつかの問題があります。 このモデルのキー（および不正確な点ではない）は次のとおりです:
- 原子は陽子、中性子、電子で作られています
- スペースのほとんどは、電子が存在する領域によっh3>原子のギリシャのモデル
それは常にギリシャ人に戻らなければならない、そうではありませんか？ まあ、彼らは多くのことをしました。 私は彼らが本当に科学者だったことを知っていますが、それはまだ始めるのに良い場所です。 ここではデモクリトスの胸像の写真です。p>
実際の生活の中で、彼はおそらく色を持っていました。 デモクリトスはアトムを思いついたと信じられている。 問題は、あなたが（木のような）何かを取って、より小さく、より小さい部分に侵入し続けるとどうなるかということでした。 それは常に木の一部でしょうか？ あなたは小さく、より小さな部分にそれを壊し続けることができますか？ デモクリトスは、あなたがそれを壊し続ければ、あなたはもはや壊れることができないサイズになるだろうと言いました。 これは不可分の部分になります。 ギリシャ語では、アトモス=不可分である。 したがって、原子。 （私はギリシャ人に多くがあることを知っているが、私は開始する場所が必要です）
ダルトンのモデル
私はダルトンの原子のモデルの実験的な証拠に入るつもりはありません。しかし、良いものです。 私はちょうどダルトンが言ったことを述べてみましょう：
- ものは要素（周期表に記載されているもの）に分割す
- 元素は異なる質量を持つ原子です。
- 化合物は元素の組み合わせです。 水、塩、ピザのようなものです。
基本的に、Daltonはギリシャの原子のアイデアを拡張しただけです。 原子は小さなものであり、異なる性質を持つ異なる質量があります。H3>
トムソンは陰極線で遊んだ。 これらは単なる電子のビームです（しかし、陰極線はより冷たく聞こえます）。 ビームを電場と磁場と相互作用させることによって、トムソンは電子の質量と電荷の比を決定することができました。 それで、彼は電子が原子から来たことを知っていました、それは負の電荷と小さな質量を持っていました。 ここに彼が提案したモデルがあります。
トムソンは原子のアイデアを取り、電子の証拠を組み込もうとしました。 このモデルでは、電子は小さなものであり、残りのものはいくつかの肯定的な問題です。 これは、電子が正のプディングのようなものであるため、一般的に垂直プディングモデルと呼ばれています。
ラザフォード散乱の場合
アーネストラザフォードにあることがわかった日”こんにちはようかと思いますの撮影かん原子です。”私は彼の妻が言ったと確信しています”ああ、アーニー”（彼女はおそらく彼をアーニーと呼んだ）”それはあなたの小さな物理学のもので遊ぶことを幸せにする場 あなたがどれだけ好きか知っています。”だから彼はやった。 彼はいくつかの本当に薄い金箔で（実際にはヘリウム原子の核である）いくつかのアルファ粒子を撮影しました。 ここに彼の実験の図があります。p>
この正のプディング原子でこれらの正のアルファ粒子、彼らは主に右、オフバウンスする必要がありますか？ まあ、それは何が起こったのかではありません。 ラザフォードは、彼らのほとんどが箔を通って右に行ったことを発見しました。 彼らの中には跳ね返った人もいました。 Plumb puddingモデルが正しかった場合、それはどのようになりますか？ ラザフォードの実験は原子モデルの変化を促した。 正のアルファ粒子は、主に箔を通過したが、いくつかは戻ってバウンスした場合。 そして、電子が小さく負であることをすでに知っていれば、原子はそれらの周りに電子を持つ小さな正の核を持たなければなりません。
ボーアモデル
ニールスボーアによって提案されたモデルは、あなたが入門科学のテキスト このモデルには多くの良いアイデアがありますが、現在のすべての証拠と一致するものではありません。 このモデルは、光と原子の間の接続を作成しようとします。あなたはいくつかの光を取り、あなたは異なる色が異なる量を曲げるようにしたとします（虹を考えてください）。
あなたは、いくつかの光を取るとします。 このようにして、さまざまな光源にどのような色が存在するかを見ることができます。 ここに三つの異なる光源があります。
電球からの光は、あなたが期待するものかもしれません。
電球からの光は、あなたが期待するものです。 これらは虹の色です。 しかし、あなたはいくつかの水素ガスを取り、それを励起したとします。 生成される光は特定の色（特定の波長のみ）しかありません。 水素ガスを通して光を当てると、同じ色の暗い光の帯があります。だから、ボーアは、水素ガス中の光のこれらの色は、水素中の電子が持つことができる異なるエネルギーレベルに対応していると述べました。 そして、これはボーアモデルの鍵です-電子は原子内の特定のエネルギー準位にのみ存在することができます。 これは狂っている（少なくともそれはその時間のために狂っていた）。 太陽を周回する惑星について考えてみてください。 それは任意のエネルギーレベルにすることができます。 この場合、軌道運動を生成する惑星を引き付ける重力がある。 これは太陽系のどこでも動作します。
初期の物理学者は、原子の中の電子を太陽の周りを回る惑星のように考えました。 主な違いは、（ボーアモデルでは）電子が重力相互作用ではなく電気相互作用のために軌道を周回することです。 まあ、ボーアモデルの他の違いは、電子が任意の距離と任意のエネルギーで軌道を周回できないことです（軌道を周回する場合、軌道を周回できない）。 ここにBohrモデルの本質があります。
ボーアモデルは、光の周波数とレベル変化のエネルギーとの間の接続に依存します。 エネルギー変化に対応する周波数の光が原子と相互作用する場合、電子は光を吸収してレベルを上げることができます。 励起された電子がレベルを下にジャンプすると、エネルギーが失われます。 電子が失うエネルギーは、エネルギーの変化に対応する周波数で光になります。
ボーアモデルは入門学生にはかなり混乱する可能性がありますが、重要な点は、このモデルが次の証拠と一致
- 電子は小さく、負に帯電しています
- 陽子は原子の大きさに比べて小さいと核にあります
- 特定の要素については、光の特定の周波数（色）
Schrodinger and Heisenberg Model
原子の現在のモデルではもはや受け入れられていないボーアモデルについての重要なポイントがあります。 ボーアモデルでは、電子はまだ惑星が太陽を周回するのと同じように核を周回すると考えられています。 実際には、これは我々が本当であると言うことはできません何かです。 原子や電子の問題は、野球や惑星のようなものと同じルールに従うことを除いて、私たち人間がいるということです。 実際には、ルールは同じですが、野球や惑星は、私たち人間も気づかずに量子力学のルールに従います。原子内の電子の軌道や位置については、実際には何も言えないことが判明しました。
原子内の電子の軌道や位置については、実際には何も言えません。
私たちが言うことができるのは、すべて確率に関するものです。 電子がどのような領域になる可能性があるかを言うことができます。 ここに役立つ可能性のある図があります。 これらは、原子内の異なるエネルギー準位の確率分布です（ウィキペディアから）
概要
科学者はモデルを構築します。 新しい証拠が収集されると、モデルが変更されます。
リンク
- 原子の歴史-これはいくつかの壊れた画像を持っているいくつかの古いページですが、それはまだ良いものです
- コロラド大学の物理学2000-再び、古い、しかし良い（少し愚かではないにしても）
- Physletボーアモデル
- 原子に関するチュートリアル
- Wikipedia-Democritus
- Wikipedia-J.J.Thomson
- wikipedia-アーネスト*ラザフォード
- wikipedia-ニールスボーア
更新：
私は完全に私はこの同じもののためのビデオ講義を作ったことを忘れてしまった。 読むのではなく聞いて見るのが好きなら、これをチェックしてください。VimeoのRhett Allainからの物質と原子。
VimeoのRhett Allainからの物質と原子。また、原子の歴史に関する素晴らしい本があります。
また、原子の歴史に関する素晴らしい本があります。
また、原子の歴史に関する素晴らしい 物理学の歴史Isaac Asimovによって。 私は非常にそれが印刷されなくなったにもかかわらず、その本をお勧めします。 古本屋でコピーを見つけました。
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