Innhold
- Antikkens greske tro
- Daltons teori
- J.J. Thomsons teori
- Rutherfords Hypotese
- Bohrs teori
- Einstein, Heisenberg og kvantemekanikk
- Quark Theory
Atomteorien har utviklet seg siden antikken. Forskere har tatt hypotesen om greske forskere og har bygd på den med sine forskjellige funn og teorier angående atomet, som stammer fra det greske ordet "atomos", som betyr udelelig. Siden den gang har det vitenskapelige samfunnet oppdaget at disse partiklene videre deler seg i underpartikler som kalles protoner, nøytroner og elektroner. Likevel har navnet "atom" holdt seg fast.
Antikkens greske tro
Leucippus og Democritus var de første som foreslo i det femte århundre f.Kr. at all materie er laget av bittesmå enheter kalt atomer. De to filosofene mente at dette var faste partikler uten indre struktur, og kom i en rekke former og størrelser. Immaterielle kvaliteter som smak og farge var i følge denne teorien laget av atomer. Aristoteles imot imidlertid sterkt denne ideen, og det vitenskapelige samfunnet klarte ikke å være seriøs oppmerksomhet på den i århundrer.
Daltons teori
I 1808 bygde den engelske kjemikeren John Dalton videre på den greske forestillingen om atomer. Han postulerte at materie er laget av atomer, som er små udelelige partikler. Han foreslo også at selv om alle atomer i ett element er identiske, er de helt forskjellige fra de som utgjør andre elementer.
J.J. Thomsons teori
Den engelske fysikeren Joseph J. Thomson foreslo "plum pudding" -teorien om det delbare atomet i 1904, etter å ha oppdaget elektroner i 1897. Hans modell postulerte at atomer består av en stor positivt ladet sfære besatt med negativt ladede elektroner (han kalte dem "korpuskler") ") som frukt i en plommepudding. Han antok videre at ladningen av de positive sfærenes ladning er lik de negative ladningene til elektronene. I dag kaller vi de positive ladede partiklene protoner, og de negative elektronene.
Rutherfords Hypotese
Den britiske fysikeren Ernest Rutherford foreslo en kjernefysisk modell av atomet, der en kjerner eksisterer, i 1911. Han oppdaget også aktivitet i denne delen, nemlig bevegelsen av protoner og elektroner i den sentrale delen av atomet. Han postulerte videre at antallet protoner i et atom tilsvarer det for elektronene. Han antok også at det finnes mer nøytrale partikler. Disse har blitt kjent som nøytroner.
Bohrs teori
Den danske fysikeren Niels Bohr foreslo i 1913 en planetarisk modell, der elektroner kretser om kjernen akkurat når planetene går i bane rundt solen. Mens elektronene er i bane, har de det Bohr kalte "konstant energi." Når disse partiklene tar opp energi og overgår til en høyere bane, omtaler Bohrs teori dem som "opphissede" elektroner. Når elektronene kommer tilbake til sin opprinnelige bane, gir de av denne energien som elektromagnetisk stråling.
Einstein, Heisenberg og kvantemekanikk
Fra flere tiår med møysommelig forskning fra tusenvis av forskere, bygger den nåværende atomteorien på arbeid utført på 1930-tallet av Albert Einstein, Werner Heisenberg og andre. Som med de tidligere teoriene, består atomet av en sentral, tung kjerne omgitt av et antall elektroner. I motsetning til tidligere teorier som behandlet elektroner, protoner og andre bittesmå partikler som bestemte faste "klumper", behandler moderne kvanteteori dem som statistiske "skyer;" merkelig nok kan du måle hastigheten deres nøyaktig, eller hvor de befinner seg, men ikke begge på samme tid. I stedet for at elektronene oppfører seg som planeter som går i bane rundt veloppførte elliptiske stier, virvler de seg rundt i uklar skyer av forskjellige former. Atomer blir da mindre som harde, presise biljardkuler og mer som fjærende, runde svamper. Og til tross for at de er "solide" stoffer, kan de ha bølgelignende egenskaper som bølgelengde og interferensmønster.
Quark Theory
Da forskere så på atomer med stadig kraftigere instrumenter, oppdaget de at protonene og nøytronene som utgjorde kjernen, på sin side var laget av enda mindre partikler. På 1960-tallet kalte fysikerne Murray Gell-Mann og George Zweig disse partiklene for "kvarker", hvor de lånte et ord som ble brukt i en James Joyce-roman. Quarks kommer i varianter som "opp", "ned", "topp" og "bunn." Protoner og nøytroner dannes fra bunter med tre kvark hver: "opp", "ned" og "opp" og "ned", "opp" og "ned".