jeg elsker denne historien. Det er en historie om hvordan ideer endret om atomets natur. Dette er notatene (og diagrammene) jeg bruker når jeg lærer stoffets atomiske natur til ikke-vitenskapelige hovedfag. Det beste med denne historien er at det er et godt eksempel på vitenskap. Vitenskap (eller forskere) bygger en modell. Hvis nye bevis kommer sammen, blir modellen endret. Det er flere andre nettsteder som beskriver alt dette, jeg vil liste et par på slutten av dette innlegget.

Typisk lærebok modell av et atom

Se i en intro, ikke-vitenskap hovedfag lærebok, og du vil sannsynligvis se et bilde som dette av atom. Denne modellen har noen gode ideer i den, men generelt har det noen problemer. Nøkkelen (og ikke feilpunkter) til denne modellen er:

• atomet er laget av protoner, nøytroner og elektroner
• mesteparten av plassen er tatt opp av området der elektronene eksisterer
• protonene og nøytronene er i kjernen av atom – kalt kjernen

gresk modell av atom

det må alltid gå tilbake til grekerne, Ikke sant? Vel, de gjorde mange ting. Jeg vet at de var virkelig forskere, men det er fortsatt et godt sted å starte. Her er et bilde av bust Of Democritus.

i virkeligheten hadde han sannsynligvis farge. Democritus er kreditert med å komme opp med atomet. Spørsmålet var, hva ville skje hvis du fortsetter å ta noe (som et tre) og bryte inn i mindre og mindre stykker? Vil det alltid være et stykke tre? Kan du fortsette å bryte den inn i mindre og mindre stykker? Democritus sa at hvis du fortsetter å bryte det ned, vil du komme til en størrelse som ikke lenger kan brytes. Dette ville være det udelelige stykket. På gresk, atomos = udelelig. Altså atomet. (Jeg vet At Det er Mer Til Grekerne, men jeg trenger et sted å starte)

Daltons Modell

jeg kommer ikke til å gå inn i eksperimentelle bevis For Daltons modell av atomet Er det gode ting Skjønt. La Meg bare si hva Dalton sa:

• Ting kan brytes inn i elementer (tingene som er oppført i periodisk tabell).
• Elementer er atomer med forskjellige masser.
• Forbindelser er en kombinasjon av elementer. Du vet, som vann, salt eller pizza.I Utgangspunktet utvidet Dalton bare på den greske ideen om atomet. Et atom er en liten ting, og det er forskjellige masser med forskjellige egenskaper.
  

  J. Jonah Jameson Thomson – (AKA Jj)

  

  Thomson spilte med katodestråler. Disse er bare bjelker av elektroner (men katodestråle høres kulere). Ved å ha strålen samhandle med elektriske og magnetiske felt, Thomson var i stand til å bestemme massen til å lade forholdet for et elektron. Så fra det visste han at elektronen kom fra atomet, den hadde en negativ ladning og en liten masse. Her er modellen han foreslo.

  

  Thomson tok ideen om atomet og prøvde å innlemme bevisene for elektronen. I denne modellen er elektronene de små tingene, og resten av tingene er noe positivt. Dette kalles vanligvis plumb pudding-modellen fordi elektronene er som ting i positiv pudding.

  Rutherford Spredning

  

  Ernest Rutherford sa en dag «hei, jeg tror jeg vil skyte noen ting på atomer.»Jeg er sikker på at hans kone sa» Åh, Ernie «(hun kalte ham Sannsynligvis Ernie) » hvis det gjør deg glad for å leke med dine små fysikkgreier, fortsett. Jeg vet hvor mye du liker det.»Det gjorde han. Han skutt noen alfa partikler (som egentlig bare er kjernen til et heliumatom) på noen veldig tynn gullfolie. Her er et diagram av hans eksperiment.

  

  Hvis du skyt disse positive alfa partiklene på dette positive pudding atom, de bør for det meste sprette av, ikke sant? Det var ikke det som skjedde. Rutherford fant at de fleste av dem gikk rett gjennom folien. Noen av dem hoppet tilbake. Hvordan kunne det være hvis plumb pudding modellen var riktig? Rutherfords eksperiment førte til en endring i atommodellen. Hvis de positive alfa partiklene stort sett gått gjennom folien, men noen spratt tilbake. OG hvis de allerede visste at elektronen var liten og negativ, må atomet ha en liten positiv kjerne med elektronene rundt dem.

  Bohr Modell

  

  modellen foreslått Av Niels Bohr er den som Du vil se i mange innledende vitenskapstekster. Det er mange gode ideer i denne modellen, men det er ikke den som er enig med alle de nåværende bevisene. Modellen prøver å lage en forbindelse mellom lys og atomer.

  Anta at du tar litt lys og du lar forskjellige farger bøye forskjellige mengder (tenk regnbue). På denne måten kan du se hvilke farger som er til stede for forskjellige lyskilder. Her er tre forskjellige lyskilder.

  

  kanskje lyset fra lyspæren er det du forventer. Dette er regnbuens farger. Men anta at du tok litt hydrogengass og begeistret det. Det ville bare være visse farger (bare visse bølgelengder) av lys produsert. Hvis du skinner lys gjennom noen hydrogengass, vil det være mørke bånd av lys i de samme fargene.

  Så Bohr sa at disse lysfargene i hydrogengassen tilsvarer forskjellige energinivåer elektronen i hydrogen kan ha. Og dette er nøkkelen Til Bohr – modellen-elektroner kan bare være på bestemte energinivåer i atomet. Dette er gal (i det minste var det gal for sin tid). Tenk på en planet som går I bane Rundt Solen. Det kan være på noe energinivå. I dette tilfellet er det en gravitasjonskraft som tiltrekker planeten som produserer orbitalbevegelse. Dette vil fungere hvor som helst i solsystemet.Tidlig fysiker tenkte på elektronen i et atom mye som en planet som kretser Solen. Hovedforskjellen er at elektronen (I Bohr-modellen) kretser på grunn av en elektrisk interaksjon og ikke en gravitasjonsinteraksjon. Vel, Den andre forskjellen I Bohr-modellen er at elektronen ikke kan bane (hvis den gjør bane, som den ikke gjør) på noen avstand og noe energi. Her er Essensen Av Bohr-modellen.

  

  Bohr-modellen avhenger av en forbindelse mellom lysets frekvens og energien til nivåendringen. Hvis lys av en frekvens som svarer til energiendringen samhandler med atomet, kan elektronen absorbere lyset og hoppe opp et nivå. Hvis en spent elektron hopper ned et nivå, mister det energi. Energien elektronen mister blir lys med en frekvens som tilsvarer en endring i energi.

  Bohr-modellen kan være ganske forvirrende for innledende studenter, men det viktige poenget er at denne modellen er enig med følgende bevis.Elektroner er små og negativt ladede Protoner er i kjernen med er liten i forhold til størrelsen på atomet

• For et bestemt element, bare visse frekvenser (farger) av lys absorberes eller slippes ut.

Schrodinger Og Heisenberg-Modellen

Det er et sentralt punkt Om Bohr-modellen som ikke lenger aksepteres i dagens modeller av atomet. I Bohr-modellen antas elektronene fortsatt å bane kjernen akkurat som planeter bane solen. Egentlig er dette noe som vi ikke kan si er sant. Problemet med atomer og elektroner er at vi mennesker unntatt dem å adlyde de samme reglene som ting som baseballs og planeter. Faktisk er reglene de samme, men baseballs og planeter følger reglene for kvantemekanikk uten at vi mennesker engang merker.Det viser seg at vi egentlig ikke kan si noe om bane eller posisjon av elektroner i et atom. Det vi kan si handler om sannsynligheter. Vi kan si hvilke regioner et elektron sannsynligvis vil være. Her er et diagram som kan hjelpe. Dette er sannsynlighetsfordelinger for de forskjellige energinivåene i et atom (fra wikipedia)

sammendrag

forskere bygger modeller. Når nye bevis er samlet, endres modellene.

Lenker

• Atomets Historie – dette er en gammel side som har noen ødelagte bilder, men det er fortsatt gode ting
• University Of Colorado Fysikk 2000 – igjen, gammel, men god (om ikke litt dum)
• Physlet Bohr modell
• Tutorial på atomer
• Wikipedia – Democritus
• Wikipedia – Jj Thomson
• wikipedia – ernest rutherford
• wikipedia – niels Bohr

oppdatering:

jeg glemte helt at Jeg Gjorde En video foredrag for de samme tingene. Hvis du liker å lytte og se i stedet for å lese, sjekk dette ut.

Materie og Atomer fra Rhett Allain på Vimeo.

det er også en flott bok om atomets historie. Fysikkens historie Av Isaac Asimov. Jeg anbefaler boken, selv om den ikke lenger er på trykk. Jeg fant min kopi på en brukt bokhandel.