Az a gondolat, hogy a világban minden anyag atomokból áll, Kr. E. 5. században született, amikor az ókori görög gondolkodó Demokratikus azt állította, hogy minden létező legkisebb mozgó részecskékből áll. Akkor nem volt technikai eszköz ezen hipotézis igazságának kipróbálására. Csak azt lehet feltételezni, hogy valószínűleg nincs értelme. A Democritus után sok évszázaddal az atomokat időről időre visszahívták, ám ez a hipotézis nem volt népszerű azokban a távoli időkben. A 19. században az atomhipotézis megjelent a tudományos horizonton.
A világ képét leíró modell
A tudósok olyan modellt kerestek, amely kielégítően leírná a való világ képét. Az atom rendkívül megfelelő modellnek bizonyult. Noha az atomok nem láthatók, jelenlétük elismerésével a tudósok elmagyarázhatták, amit megfigyeltek a kísérletekben és a természetben.
A tudósok már régóta meg voltak győződve az atomok létezéséről, mielőtt bizonyítani tudták. A modell működött, bár senki sem tudta bizonyítani, hogy igaz. Például a 19. század elején John Dalton, az angol tudós, a kémiai reakciók törvényeit tanulmányozva, felfedezte, hogy két anyag kémiailag mindig azonos állandó arányban reagál. Például, ha az oxigén egy részét és a hidrogén két részét kombináljuk, víz alakul ki.
Ez lehetővé tette annak feltételezését, hogy az egyik anyag atomjai, amelyek tömegükben egyenlőek, egy másik anyag atomjaival vannak összekapcsolva (vagyis más tömegű atomokkal). Vízképződés esetén egy oxigénatom két hidrogénatommal kombinálódik. Az atommodell segített megérteni, amit Dalton pontosan megfigyelt kísérleteiben. Van még egy egyszerű bizonyíték az atomok létezésére.
Ha átnézi a mikroszkópot a vízben szuszpendált pollenrészecskékre, láthatja, hogy kaotikus mozdulatokkal járnak. Miért? A tudósok szerint ez annak oka lehet, hogy a pollen részecskék számos atommal vagy atomcsoporttal való ütközéseknek vannak kitéve, amelyeket a tudósok molekuláknak hívtak (például vízben a részecskék ütköznek a vízmolekulákkal).
Promóciós videó:
Miből készül egy atom?
Az atomelmélettel egyetértő tudósok úgy vélték, hogy az atom kicsi, elektromosan töltött részecskékből áll - pozitív és negatív, amelyek az atomban való kombináláskor, mint egy golyó, ennek következtében semlegesítik egymást, és az atom egészét elektromosan semlegesvé teszik. De 1907-ben az angol fizikus, Ernest Rutherford kísérleteivel bizonyította, hogy ez nem teljesen igaz.
A Rutherford arany fóliát bombázott egy pozitív töltésű részecskék nagysebességű sugárral. Azt hitte, hogy a részecskék átmennek a fólián. Néhány pozitív töltésű részecske átrepült a fólián. És néhányuk nem tudta megtenni. Sőt, rikokathetták a kísérletet, mintha valamilyen, a fóliában rejtett erő visszaszorította volna őket. Rutherford meglepődött. Azt mondta, hogy olyan volt, mintha egy edényt elégetne a rostos papíron, és hirtelen látná, hogy ez a fazék repül le a fazekas homlokáról.
Atommag
Rutherford kísérletei hozzájárultak az atomhipotézis megerősítéséhez és az atom működésének megértéséhez. Világossá vált, hogy a pozitív és a negatív részecskék nem egyenletesen helyezkednek el az atomban. Ha ez így lenne, akkor a pozitív töltésű részecskék Rutherford kísérletében nem kerülnének vissza ilyen erővel. Ez azt jelenti, hogy egy atommag nem semleges. Az atom közepén sűrű részecske-kusza van, azaz a közepén, amelyet atommagnak neveznek, pozitív töltésű protonok és semleges neutronok vannak.
A magtól jelentős távolságra a negatív töltésű részecskék - elektronok - körül forognak. Mivel a pozitív töltés nagysága megegyezik a negatívval, az atom egésze elektromosan semleges. Nem terhel.
De maga a mag a pozitív töltés koncentrációja. Rutherford kísérletének sok pozitív részecske túl közel repült az aranyatom pozitív töltésű magjához. Mivel a pozitív töltéseket kölcsönösen taszítják, ezek a részecskék a repülõgép felé repültek. Ez ötletet adott neki az atomok tényleges működéséről.
kvarkok
A protonok és a neutronok olyan részecskék, amelyek - bár maguk kicsik is - még kisebb részecskékből állnak, úgynevezett kvarkok. A tudósok ma úgy vélik, hogy a protonok és a neutronok még kisebb részecskékből állnak, úgynevezett kvarkok.
A kvarkok egy új modell, amely jobban megmagyarázza az atomok viselkedését a valós világban. És ahogyan a tudósok az atomok létezésére kísérleti bizonyítékokat kerestek, most valódi megerősítést keresnek a kvarkok létezéséhez.