Luettelo atomiteorioista

Atomiteoria on kehittynyt muinaisista ajoista lähtien. Tutkijat ovat ottaneet kreikkalaisten tutkijoiden hypoteesin ja rakentaneet sen erilaisilla löytöjä ja teorioita atomista, joka johtuu kreikkalaisesta sanasta "atomos", joka tarkoittaa jakamaton. Siitä lähtien tiedeyhteisö on havainnut, että nämä hiukkaset jakautuvat edelleen alihiukkasiksi, joita kutsutaan protoneiksi, neutroneiksi ja elektroneiksi. Nimi "atom" on kuitenkin juuttunut.

Leucippus ja Democritus ehdottivat ensimmäiset, viidennellä vuosisadalla eaa., Että kaikki aine koostuu pienistä yksiköistä, joita kutsutaan atomiksi. Kaksi filosofia katsoi, että nämä olivat kiinteitä hiukkasia, joilla ei ollut sisäistä rakennetta, ja niitä oli erilaisia ​​muotoja ja kokoja. Aineettomat ominaisuudet, kuten maku ja väri, tehtiin tämän teorian mukaan atomista. Aristoteles kuitenkin vastusti voimakkaasti tätä ajatusta, eikä tiedeyhteisö ole kiinnittänyt siihen vakavaa huomiota vuosisatojen ajan.

Vuonna 1808 englantilainen kemisti John Dalton rakensi edelleen kreikkalaisen atomien käsitteen. Hän oletti, että aine on valmistettu atomista, jotka ovat pieniä jakamattomia hiukkasia. Hän ehdotti myös, että vaikka kaikki alkuaineen atomit ovat identtisiä, ne eroavat täysin muista elementeistä.

Englantilainen fyysikko Joseph J. Thomson ehdotti "luumupuuron" teoriaa jaettavasta atomista vuonna 1904 löydettyään elektronit vuonna 1897. Hänen mallinsa oletti, että atomit koostuvat suuresta positiivisesti varautuneesta pallosta, joka on täynnä negatiivisesti varautuneita elektroneja (hän ​​kutsui heitä "rakeiksi") kuin hedelmistä luumupuurossa. Lisäksi hän oletti, että positiivisen pallon varauksen varaus on yhtä suuri kuin elektronien negatiiviset varaukset. Nykyään positiivisia varautuneita hiukkasia kutsutaan protoneiksi ja negatiivisia elektroneiksi.

Brittiläinen fyysikko Ernest Rutherford ehdotti vuonna 1911 atomin ydinmallia, jossa on ydin. Hän löysi myös aktiivisuuden tässä osassa, nimittäin protonien ja elektronien liikkumisen atomin keskiosassa. Lisäksi hän oletti, että atomien protonien määrä on yhtä suuri kuin elektronien. Hän myös oletti, että neutraaleja hiukkasia on enemmän. Nämä on tullut tunnetuksi neutroneiksi.

Tanskalainen fyysikko Niels Bohr ehdotti vuonna 1913 planeettamallia, jossa elektronit pyörivät ytimen ympäri samalla kun planeetat kiertävät aurinkoa. Kun elektronit ovat kiertoradalla, niillä on Bohrin sanoma "vakioenergia". Kun nämä hiukkaset absorboida energiaa ja siirtyä korkeammalle kiertoradalle, Bohrin teoria viittaa niihin "innoissaan" elektronit. Kun elektronit palaavat alkuperäiselle kiertoradalleen, ne luovuttavat tämän energian sähkömagneettisena säteilynä.

Tuhansien tutkijoiden vuosikymmenien huolellisesta tutkimuksesta nykyinen atomiteoria perustuu Albert Einsteinin, Werner Heisenbergin ja muiden 1930-luvulla tekemään työhön. Kuten aiempien teorioiden kohdalla, atomi koostuu keskimmäisestä, raskasta ytimestä, jota ympäröi joukko elektroneja. Toisin kuin aikaisemmat teoriat, joissa elektroneja, protoneja ja muita pieniä hiukkasia käsiteltiin varsinaisina kiinteinä "kokkareina", moderni kvanttiteoria kohtelee heitä tilastollisina "pilvinä"; kummallakin tavalla, voit mitata niiden nopeuden tarkasti tai sijaintinsa, mutta et molempia samanaikaisesti aika. Sen sijaan, että elektronit käyttäytyisivät planeetoina, jotka kiertelevät hyvin käyttäytyvillä elliptisillä poluilla, ne pyörivät ympäriinsä sumeissa, eri muotoisissa pilvissä. Atomeista tulee sitten vähemmän kovia, tarkkoja biljardipalloja ja enemmän joustavia, pyöreitä sieniä. Ja huolimatta siitä, että ne ovat "kiinteitä" aineita, niillä voi olla aaltomaisia ​​ominaisuuksia, kuten aallonpituus ja häiriökuviot.

Kun tutkijat tarkastelivat atomeja yhä voimakkaammilla instrumenteilla, he huomasivat, että ytimen muodostavat protonit ja neutronit olivat puolestaan ​​vielä pienemmistä hiukkasista. 1960-luvulla fyysikot Murray Gell-Mann ja George Zweig kutsuivat näitä hiukkasia "kvarkeiksi", lainaten James Joyce -romaanissa käytetyn sanan. Kvarkkeja on saatavana muun muassa "ylös", "alas", "ylhäältä" ja "alhaalta". Protonit ja neutronit muodostuvat kimpuista, joissa on kussakin kolme kvarkkia: "ylös", "alas" ja "ylös" ja "alas", "ylös" ja "alas", vastaavasti.