Atom yapısı alanındaki keşifler, fiziğin gelişmesinde önemli bir adım haline geldi. Rutherford'un modeli büyük önem taşıyordu. Bir sistem olarak atom ve onu oluşturan parçacıklar daha doğru ve ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu, nükleer fizik gibi bir bilimin başarılı bir şekilde gelişmesine yol açtı.
Maddenin yapısı hakkında eski fikirler
Çevreleyen cisimlerin en küçük parçacıklardan oluştuğu varsayımı eski zamanlarda yapılmıştır. O zamanın düşünürleri, atomu herhangi bir maddenin en küçük ve bölünmez parçacığı olarak temsil ettiler. Evrende atomdan daha küçük hiçbir şey olmadığını savundular. Bu tür görüşler, büyük antik Yunan bilim adamları ve filozoflar - Democritus, Lucretius, Epicurus tarafından tutuldu. Bu düşünürlerin hipotezleri bugün "antik atomculuk" adı altında birleşmiştir.
Ortaçağ performansları
Antik çağlar geçti ve Orta Çağ'da maddelerin yapısı hakkında çeşitli varsayımlarda bulunan bilim adamları da vardı. Ancak tarihin o döneminde dini felsefi görüşlerin baskınlığı ve kilisenin gücü bu dönemin kökeninde yatmaktadır.insan zihninin materyalist bilimsel sonuçlara ve keşiflere yönelik her türlü girişimini ve özlemini bastırdı. Bildiğiniz gibi, ortaçağ Engizisyonu, o zamanın bilim dünyasının temsilcilerine çok düşmanca davrandı. O zamanki parlak zihinlerin atomun bölünmezliği hakkında antik çağlardan gelen bir fikre sahip oldukları söylenmelidir.
18-19. yüzyıl çalışmaları
18. yüzyıla, maddenin temel yapısı alanındaki ciddi keşifler damgasını vurdu. Büyük ölçüde Antoine Lavoisier, Mikhail Lomonosov ve John D alton gibi bilim adamlarının çabaları sayesinde. Birbirlerinden bağımsız olarak, atomların gerçekten var olduğunu kanıtlayabildiler. Ancak iç yapıları sorunu açık kaldı. 18. yüzyılın sonu, bilim dünyasında D. I. Mendeleev tarafından periyodik kimyasal elementler sisteminin keşfi gibi önemli bir olayla kutlandı. Bu, o zamanın gerçekten güçlü bir atılımıydı ve tüm atomların tek bir yapıya sahip olduğu, birbirleriyle ilişkili olduğu anlayışı üzerindeki perdeyi kaldırdı. Daha sonra, 19. yüzyılda, atomun yapısını çözmeye yönelik bir diğer önemli adım, herhangi birinin elektron içerdiğinin kanıtıydı. Bu dönemin bilim adamlarının çalışmaları, 20. yüzyılın keşifleri için verimli bir zemin hazırladı.
Thomson'ın deneyleri
İngiliz fizikçi John Thomson, 1897'de atomların negatif yüklü elektronlar içerdiğini kanıtladı. Bu aşamada, atomun herhangi bir maddenin bölünebilirliğinin sınırı olduğu şeklindeki yanlış fikirler nihayet yıkıldı. NasılThomson elektronların varlığını kanıtlayabildi mi? Deneylerinde, bilim adamı elektrotları oldukça nadir gazlara yerleştirdi ve bir elektrik akımı geçirdi. Sonuç katot ışınlarıydı. Thomson, özelliklerini dikkatlice inceledi ve bunların büyük bir hızla hareket eden yüklü parçacıklar akışı olduğunu buldu. Bilim adamı bu parçacıkların kütlesini ve yüklerini hesaplayabildi. Ayrıca, elektrik yükü onların doğasının temeli olduğu için nötr parçacıklara dönüştürülemediklerini de keşfetti. Elektronlar bu şekilde keşfedildi. Thomson aynı zamanda dünyanın ilk atom yapısı modelinin de yaratıcısıdır. Ona göre, bir atom, negatif yüklü elektronların eşit olarak dağıldığı bir grup pozitif yüklü maddedir. Zıt yükler birbirini dengelediği için bu yapı atomların genel nötrlüğünü açıklar. John Thomson'ın deneyleri, atomun yapısının daha fazla incelenmesi için paha biçilmez hale geldi. Ancak birçok soru cevapsız kaldı.
Rutherford Araştırması
Thomson elektronların varlığını keşfetti, ancak atomda pozitif yüklü parçacıklar bulamadı. Ernest Rutherford bu yanlış anlamayı 1911'de düzeltti. Gazlardaki alfa parçacıklarının aktivitesini inceleyen deneyler sırasında, atomda pozitif yüklü parçacıklar olduğunu keşfetti. Rutherford, ışınlar bir gazdan veya ince bir metal plakadan geçtiğinde, az sayıda parçacığın hareket yörüngesinden keskin bir şekilde saptığını gördü. Kelimenin tam anlamıyla geri atıldılar. Bilim adamı tahmin ettibu davranış, pozitif yüklü parçacıklarla çarpışma ile açıklanır. Bu tür deneyler, fizikçinin Rutherford'un atom yapısı modelini oluşturmasına olanak sağladı.
Gezegen Modeli
Şimdi bilim adamının fikirleri, John Thomson tarafından yapılan varsayımlardan biraz farklıydı. Atom modelleri de farklılaştı. Rutherford'un deneyimi, bu alanda tamamen yeni bir teori yaratmasına izin verdi. Bilim insanının keşifleri, fiziğin daha da gelişmesi için belirleyici bir öneme sahipti. Rutherford'un modeli, bir atomu merkezde bulunan bir çekirdek ve onun etrafında hareket eden elektronlar olarak tanımlar. Çekirdeğin pozitif bir yükü vardır ve elektronların negatif bir yükü vardır. Rutherford'un atom modeli, elektronların belirli yörüngeler - yörüngeler boyunca çekirdeğin etrafında döndüğünü varsayıyordu. Bilim adamının keşfi, alfa parçacıklarının sapma nedenini açıklamaya yardımcı oldu ve atomun nükleer teorisinin geliştirilmesi için itici güç oldu. Rutherford'un atom modelinde, güneş sistemindeki gezegenlerin güneş etrafındaki hareketiyle bir benzerlik vardır. Bu çok doğru ve canlı bir karşılaştırma. Bu nedenle atomun çekirdeğin etrafında bir yörüngede hareket ettiği Rutherford modeline gezegen denirdi.
Niels Bohr'un Eserleri
İki yıl sonra, Danimarkalı fizikçi Niels Bohr atomun yapısı hakkındaki fikirleri ışık akısının kuantum özellikleriyle birleştirmeye çalıştı. Rutherford'un atomun nükleer modeli, bilim adamı tarafından yeni teorisinin temeli olarak belirlendi. Bohr'a göre atomlar çekirdeğin etrafında dairesel yörüngelerde dönerler. Böyle bir hareket yörüngesi ivmeye yol açarelektronlar. Ayrıca, bu parçacıkların atomun merkezi ile Coulomb etkileşimine, elektronların hareketinden kaynaklanan uzaysal elektromanyetik alanı korumak için enerjinin yaratılması ve tüketilmesi eşlik eder. Bu koşullar altında, negatif yüklü parçacıkların bir gün çekirdeğe düşmesi gerekir. Ancak bu gerçekleşmez, bu da atomların sistem olarak daha kararlı olduğunu gösterir. Niels Bohr, Maxwell denklemleriyle tanımlanan klasik termodinamik yasalarının atom içi koşullarda çalışmadığını fark etti. Bu nedenle, bilim adamı kendisine temel parçacıklar dünyasında geçerli olacak yeni modeller türetme görevini verdi.
Bohr'un varsayımları
Büyük ölçüde Rutherford'un modelinin var olması, atom ve bileşenlerinin iyi çalışılmış olması nedeniyle, Niels Bohr varsayımlarının oluşturulmasına yaklaşabildi. Bunlardan ilki, atomun enerjisini değiştirmediği, elektronların yörüngelerini değiştirmeden yörüngelerde hareket ettiği durağan durumlara sahip olduğunu söylüyor. İkinci varsayıma göre, bir elektron bir yörüngeden diğerine hareket ettiğinde, enerji açığa çıkar veya emilir. Atomun önceki ve sonraki durumlarının enerjileri arasındaki farka eşittir. Bu durumda, elektron çekirdeğe daha yakın bir yörüngeye atlarsa, enerji (foton) yayılır ve bunun tersi de geçerlidir. Elektronların hareketinin, tam olarak bir daire içinde yer alan bir yörünge yörüngesine çok az benzerlik göstermesine rağmen, Bohr'un keşfi, yönetilen bir yörüngenin varlığı için mükemmel bir açıklama sağladı.hidrojen atomunun spektrumu. Aynı zamanda, Almanya'da yaşayan fizikçiler Hertz ve Frank, Niels Bohr'un atomun durağan, kararlı durumlarının varlığı ve atom enerjisinin değerlerini değiştirme olasılığı hakkındaki öğretilerini doğruladı.
İki bilim insanının işbirliği
Bu arada Rutherford uzun süre çekirdeğin yükünü belirleyemedi. Bilim adamları Marsden ve Geiger, Ernest Rutherford'un açıklamalarını tekrar kontrol etmeye çalışmışlar ve detaylı ve dikkatli deneyler ve hesaplamalar sonucunda atomun en önemli özelliğinin çekirdek ve tüm yükü olduğu sonucuna varmışlardır. onun içinde yoğunlaşmıştır. Daha sonra, çekirdeğin yükünün değerinin, D. I. Mendeleev'in periyodik element sistemindeki elementin sıra sayısına sayısal olarak eşit olduğu kanıtlandı. İlginç bir şekilde, Niels Bohr kısa süre sonra Rutherford ile tanıştı ve onun görüşlerine tamamen katıldı. Daha sonra bilim adamları aynı laboratuvarda uzun süre birlikte çalıştılar. Rutherford'un modeli, temel yüklü parçacıklardan oluşan bir sistem olarak atom - tüm bunlar Niels Bohr'un adil olduğunu düşündü ve elektronik modelini sonsuza dek bir kenara koydu. Bilim adamlarının ortak bilimsel faaliyeti çok başarılı oldu ve meyve verdi. Her biri temel parçacıkların özelliklerini araştırdı ve bilim için önemli keşifler yaptı. Rutherford daha sonra nükleer ayrışma olasılığını keşfetti ve kanıtladı, ancak bu başka bir makalenin konusu.
