Список атомних теорій

Атомна теорія розвивалася з давніх часів. Вчені взяли гіпотезу грецьких вчених і спиралися на неї з їх різними відкриття та теорії щодо атома, що походить від грецького слова "атомос", що означає неподільний. З тих пір наукове співтовариство виявило, що ці частинки далі поділяються на субчастинки, які називаються протонами, нейтронами та електронами. Тим не менше, назва "атом" закріпилася.

Левкіпп і Демокріт першими запропонували у V столітті до н. Е., Що вся речовина складається з крихітних одиниць, які називаються атомами. Двоє філософів вважали, що це тверді частинки без внутрішньої структури, і вони мають найрізноманітніші форми та розміри. Нематеріальні якості, такі як смак і колір, згідно з цією теорією, були зроблені з атомів. Однак Арістотель рішуче виступив проти цієї ідеї, і наукове співтовариство століттями не могло приділяти їй серйозної уваги.

У 1808 р. Англійський хімік Джон Далтон далі спирався на грецьке поняття атомів. Він постулював, що речовина складається з атомів, які є дрібними неподільними частинками. Він також припустив, що, хоча всі атоми одного елемента ідентичні, вони повністю відрізняються від тих, що складають інші елементи.

Англійський фізик Джозеф Дж. Томсон запропонував теорію "сливового пудингу" подільного атома в 1904 році, після відкриття електронів в 1897 році. Його модель постулювала, що атоми складаються з великої позитивно зарядженої сфери, усипаної негативно зарядженими електронами (він називав їх "корпускулами"), як фрукти в сливовому пудингу. Далі він висунув гіпотезу, що заряд позитивного заряду сфери дорівнює негативним зарядам електронів. Сьогодні позитивні заряджені частинки ми називаємо протонами, а негативні - електронами.

Британський фізик Ернест Резерфорд запропонував ядерну модель атома, в якій існує ядро, в 1911 році. Він також виявив активність у цій частині, а саме рух протонів та електронів у центральній частині атома. Далі він постулював, що кількість протонів в атомі дорівнює кількості електронів. Він також припустив, що існують більш нейтральні частинки. Вони стали називатися нейтронами.

Датський фізик Нільс Бор запропонував у 1913 році планетарну модель, в якій електрони обертаються навколо ядра так само, як планети обертаються навколо Сонця. Поки електрони знаходяться на орбіті, у них є те, що Бор назвав "постійною енергією". Коли ці частинки поглинають енергію і переходять на вищу орбіту, теорія Бора називає їх "збудженими" електрони. Коли електрони повертаються на початкову орбіту, вони віддають цю енергію як електромагнітне випромінювання.

Починаючи з десятиліть кропітких досліджень тисяч вчених, сучасна атомна теорія базується на роботі, виконаній у 1930-х роках Альбертом Ейнштейном, Вернером Гейзенбергом та іншими. Як і у попередніх теоріях, атом складається з центрального важкого ядра, оточеного рядом електронів. На відміну від попередніх теорій, які обробляли електрони, протони та інші крихітні частинки як певні тверді "грудочки", сучасна квантова теорія розглядає їх як статистичні "хмари"; як не дивно, ви можете точно виміряти їх швидкість або їх місцезнаходження, але не обидва одночасно час. Замість електронів, які поводяться як планети, що обертаються на добре вихованих еліптичних шляхах, вони кружляють навколо нечіткими хмарами різної форми. Тоді атоми стають менш схожими на тверді, точні більярдні кульки, а більше нагадують пружинні круглі губки. І незважаючи на те, що вони є "твердою" речовиною, вони можуть виявляти хвилеподібні властивості, такі як довжина хвилі та інтерференційні структури.

Коли вчені розглядали атоми все більш потужними приладами, вони виявили, що протони та нейтрони, що утворюють ядро, у свою чергу були зроблені з ще менших частинок. У 1960-х роках фізики Мюррей Гелл-Манн і Джордж Цвейг назвали ці частинки "кварками", запозичивши слово, вжите в романі про Джеймса Джойса. Кварки бувають таких різновидів, як "вгору", "вниз", "зверху" та "знизу". Протони та нейтрони утворюються з пучків по три кварки кожен: "вгору", "вниз" та "вгору" та "вниз", "вгору" та "вниз", відповідно.