Utvikling av Atomic Theory fra Daltons Atom til Quantum Mechanics

Atomteori stammer fra nysgjerrigheten til greske filosofer i flere århundrer f.Kr., som Leucippus og Democritus, som hevdet at all materie består av partikler som ikke kan deles på nytt.

Ideen formidlet av Democritus sier at hvis et materiale er delt inn i mindre deler, fortsetter det å bli delt igjen, som vil komme til en veldig liten del som ikke kan deles på nytt eller ikke kan ødelegges, kalt et atom (Fra ordet Atomos på gresk som betyr ikke delt).

Så filosofiske ideer om atomteori ble ikke akseptert før tidlig på 1700-tallet, før John Dalton til slutt ga en forklaring på atomteorien basert på grunnleggende kjemiske lover, loven om bevaring av masse, loven om konstante proporsjoner og loven om multipler av proporsjoner.

Daltons atomteori

Utviklingen av atomteorien ble først initiert av John Dalton i 1803 til 1808. John Daton uttalte det

1. Hvert element består av veldig små partikler som kalles atomer
2. Alle atomer av samme element er identiske, men atomer av andre elementer er forskjellige fra andre elementer
3. Atomer er udelbare, verken kan de opprettes eller ødelegges av kjemiske reaksjoner.
4. Forbindelser dannes fra kombinasjonen av atomer av forskjellige grunnstoffer med spesifikke atomforhold

Daltons atommodell er beskrevet som en solid ball- eller biljardkulemodell som vist nedenfor.

J.J. Atomic Theory Thomson

J.J. atomteori Thomson ble født i 1897 da han eksperimenterte med katodestråler. I hans eksperimenter kan katodestråler avbøyes av et magnetfelt eller et elektrisk felt. De elektrisk ladede katodestrålene kan avbøyes mot de positivt ladede polene slik at katodestrålene blir negativt ladet.

Vel, denne negativt ladede partikkelen refererer til oppdagelsen av elektroner og J.J. Thomson hevdet at atomer består av negativt ladede elektroner.

J.J.s atommodell Thomson er avbildet som en ball med elektroner spredt rundt som rosinbrød. Disse rosinene er elektroner mens brødet er en positivt ladet ball.

Rutherfords Atomic Theory

I 1911 gjennomførte Ernest Rutherford et eksperiment ved å skyte en positivt ladet α-partikkel på en tynn gullplate.

Fra disse eksperimentene fant han ut at de fleste partiklene trenger gjennom gullplaten, så noen av dem opplever avbøyning og refleksjon.

Det kan konkluderes med at Rutherford-modellen av atom består av atomer som for det meste er tomme rom i form av en solid og positivt ladet kjerne kalt atomkjernen og negativt ladede elektroner som kretser rundt atomkjernen.

Bohrs atomteori

I 1913 foreslo Niels Bohr ideen om en atommodell for å forklare fenomenet å spre lys fra elementer når de utsettes for flammer eller høye elektriske spenninger.

Bohr-atommodellen er spesifikt en modell av hydrogenatomet for å forklare fenomenet linjespekteret til hydrogenatomet. Bohr uttalte at negativt ladede elektroner beveger seg rundt den positivt ladede kjernen på forskjellige avstander på samme måte som banene til planetene rundt solen.

Vel, Bohr-modellen av atomet er også kjent som solsystemmodellen. I denne modellen er hver elektronbanebane på et annet energinivå der jo lenger banebanen fra kjernen, jo høyere energinivå. Orbitalbanen til disse elektronene kalles et elektronskall. Når et elektron faller fra en ytre bane til en dypere bane, avhenger lyset som avgis av energinivåene til de to baneveiene.

Kvantemekanikkteori

Teorien om kvantemekanikk begynte med den "ultrafiolette katastrofen" mot slutten av 1800-tallet. Ved høye frekvenser ville svart kroppsstråling ha en enorm og til og med uendelig verdi. Max Planck klarte å finne en enkel formel om svart kroppsstråling for å løse problemet med denne ultrafiolette katastrofen.

Selv om det er enkelt, ligger denne oppdagelsen til grunn for fødselen av kvantefysikk tidlig på 1900-tallet.

Samtidig sendte Albert Einstein et papir til Planck som inneholdt ideen om den fotoelektriske effekten i 1905. Einsteins ideer beviste Plancks enkle formel og beviste at lys oppfører seg som partikler. Etter det var det en fysiker fra USA ved navn Arthur Compton som deltok i å bevise at lys har to atferd, nemlig partikler og bølger.

Over tid lyktes Louis de Broglie i å formulere det lineære momentet til en bølge. Dette er det som gjør at en bølge også oppfører seg som en partikkel.

I 1924 kom Wolfgang Pauli med et forbud. Forbud som ikke tillater at to eller flere elektroner har de samme fire kvantetallene (adresser til elektroner i atomer).

Noen måneder senere, om vinteren, klarte Erwin Schrodinger å komme på en fantastisk bølgeidee, nemlig bølge ligning. Imidlertid synes ideen om Schrodingers bølge å gjenopplive denne klassiske ideen som begynte å bli tvilt.

På den tiden hadde Schrodinger bare funnet en grov ide om bølgelikningen han hadde oppdaget. Selv visste han ikke hva han hadde funnet.

Mysteriet med Schrodinger-ligningen ble endelig løst da Max Born publiserte sine ideer om sannsynligheten for bølger. Born forklarte at Schrodingers bølgeregel er usikker eller sannsynlig.

Føler at ideene hans ble tatt tilfeldig, laget Schrodinger en eksperimentell analogi som han kalte "Schrodingers katt“.

Selv om det var uenighet mellom fysikere på grunn av meningsforskjeller på den tiden, ble de endelig samlet i en Solvay-konferanse som ble initiert av Ernest Solvay for å diskutere nye ideer for å erstatte de klassiske ideene som begynte å bli tvilt med den såkalte Science. Kvantemekanikk eller kvantefysikk.

Dermed utviklingen av atomteori fra Daltons atomteori til Quantum Mechanics Theory. Kan være nyttig!