Utveckling av Atomic Theory från Daltons Atom till Quantum Mechanics

atomteori

Atomteorin härstammar från nyfikenheten hos grekiska filosofer under flera århundraden f.Kr. såsom Leucippus och Democritus, som hävdade att all materia består av partiklar som inte kan delas upp igen.

Idén som förmedlas av Democritus säger att om ett material delas upp i mindre delar fortsätter det att delas upp igen, vilket kommer fram till en mycket liten del som inte kan delas upp igen eller inte kan förstöras kallas en atom (Från ordet Atomos på grekiska vilket betyder inte dividerat).

Så, filosofiska idéer om atomteori accepterades inte förrän i början av 1700-talet, förrän slutligen John Dalton gav en förklaring av atomteorin baserad på grundläggande kemiska lagar, lagen om bevarande av massa, lagen om konstanta proportioner och lagen om multipler av proportioner.

Daltons atomteori

Utvecklingen av atomteorin initierades först av John Dalton 1803 till 1808. John Daton uppgav att

  1. Varje element består av mycket små partiklar som kallas atomer
  2. Alla atomer i samma element är identiska, men andra elementers atomer skiljer sig från andra element
  3. Atomer är odelbara, varken kan de skapas eller förstöras av kemiska reaktioner.
  4. Föreningar bildas från kombinationen av atomer med olika element med specifika atomförhållanden

Daltons atommodell beskrivs som en solid boll- eller biljardbollmodell som visas nedan.

JJ Thomsons Atomic Theory

JJ Thomsons atomteori föddes 1897 när han experimenterade med katodstrålar. I hans experiment kan katodstrålar avböjas av ett magnetfält eller ett elektriskt fält. De elektriskt laddade katodstrålarna kan avböjas mot de positivt laddade polerna så att katodstrålarna är negativt laddade.

Tja, denna negativt laddade partikel hänvisar till upptäckten av elektroner och JJ Thomson hävdade att atomer består av negativt laddade elektroner.

JJ Thomsons modell av atomen avbildas som en boll med elektroner utspridda som russinbröd. Dessa russin är elektroner medan brödet är en positivt laddad boll.

Läs också: Neolitisk ålder: Beskrivningar, egenskaper, verktyg och arv

Rutherfords Atomic Theory

År 1911 genomförde Ernest Rutherford ett experiment genom att skjuta en positivt laddad α-partikel på en tunn guldplatta.

Från dessa experiment fann han att de flesta av partiklarna trängde igenom guldplattan, sedan avböjdes och reflekterades några av dem.

Man kan dra slutsatsen att Rutherford-modellen av atom består av atomer som mestadels är tomma utrymmen i form av en fast och positivt laddad kärna som kallas atomkärnan och negativt laddade elektroner som kretsar kring atomkärnan.

Bohrs Atomic Theory

1913 föreslog Niels Bohr idén med en atommodell för att förklara fenomenet att sprida ljus från element när de utsattes för en låga eller högspänning.

Bohr-atommodellen är specifikt en modell av väteatomen för att förklara fenomenet väteatomlinjespektrum. Bohr uppgav att negativt laddade elektroner rör sig runt den positivt laddade atomkärnan på olika avstånd precis som banorna runt planeter runt solen.

Bohr Atom Model Page all - Kompas.com

Tja, Bohr-modellen av atomen är också känd som solsystemmodellen. I den här modellen befinner sig varje elektronbana i en annan energinivå där ju längre banbanan från kärnan, desto högre energinivå. Orbitalbanan för dessa elektroner kallas ett elektronskal. När en elektron faller från en yttre bana till en djupare bana beror det utstrålade ljuset på energinivåerna i de två omloppsbanorna.

Kvantmekaniksteori

Teorin om kvantmekanik började med "ultraviolett katastrof" mot slutet av 1800-talet. Vid höga frekvenser skulle svart kroppsstrålning ha ett enormt och till och med oändligt värde. Max Planck lyckades hitta en enkel formel om svart kroppsstrålning för att lösa problemet med denna ultravioletta katastrof.

Även om det är enkelt, ligger denna upptäckt till grund för kvantfysikens början i början av 1900-talet.

Läs också: Formler för stilkonsulter och exempel på frågor + diskussion

Samtidigt skickade Albert Einstein ett papper till Planck innehållande idén om den fotoelektriska effekten 1905. Einsteins idéer bevisade Plancks enkla formel och bevisade att ljus beter sig som partiklar. Efter det fanns en fysiker från USA som heter Arthur Compton som deltog i att bevisa att ljus har två beteenden, nämligen partiklar och vågor.

Med tiden lyckades Louis de Broglie formulera en vågs linjära momentum. Det är detta som får en våg att bete sig som en partikel.

År 1924 kom Wolfgang Pauli med ett förbud. Förbud som inte tillåter två eller flera elektroner att ha samma fyra kvantnummer (adresser till elektroner i atomer).

Flera månader senare, på vintern, lyckades Erwin Schrodinger hitta en fantastisk idé om vågor, nämligen vågekvationen . Schrodingers vågidé verkar dock återuppliva den klassiska idén som började tvivlas.

Vid den tiden hade Schrodinger bara hittat en grov uppfattning om vågekvationen han hade upptäckt. Till och med han visste inte vad han hade hittat.

Mysteriet med Schrodinger-ekvationen löstes äntligen när Max Born publicerade sina idéer om sannolikheten för vågor. Born förklarade att Schrodingers vågregel är osäker eller sannolik.

atomteori

Känslan av att hans idéer togs tillfälligt, gjorde Schrodinger en experimentell analogi som han kallade " Schrodingers katt ".

Även om det fanns en oenighet mellan fysiker på grund av meningsskiljaktigheter vid den tiden förenades de äntligen i en Solvay-konferens som initierades av Ernest Solvay för att diskutera nya idéer för att ersätta klassiska idéer som började tvivlas med en vetenskap som heter Quantum Mechanics eller Quantum Physics .

Således utvecklas atomteorin från Daltons atomteori till kvantmekaniksteori. Kan vara användbart!