Sisu
- Vana-Kreeka uskumused
- Daltonsi teooria
- J.J. Thomsoni teooria
- Rutherfordi hüpotees
- Bohrsi teooria
- Einstein, Heisenberg ja kvantmehaanika
- Quarki teooria
Aatomiteooria on arenenud iidsetest aegadest peale. Teadlased on võtnud Kreeka teadlaste hüpoteesi ja ehitanud selle oma erinevate avastuste ja teooriatega aatomi kohta, mis tuleneb kreekakeelsest sõnast "atomos", mis tähendab jagamatut. Pärast seda on teadusringkonnad avastanud, et need osakesed jagunevad veelgi alamosakesteks, mida nimetatakse prootoniteks, neutroniteks ja elektronideks. Sellele vaatamata on nimi "aatom" takerdunud.
Vana-Kreeka uskumused
Leucippus ja Democritus tegid viiendal sajandil B.C. esimestena ettepaneku, et kogu mateeria oleks tehtud pisikestest ühikutest, mida nimetatakse aatomiteks. Kaks filosoofi leidsid, et need olid tahked, sisemise struktuurita osakesed ja erineva kuju ja suurusega. Selle teooria kohaselt olid mittemateriaalsed omadused, nagu maitse ja värvus, aatomitest. Aristoteles oli sellele ideele siiski kindlalt vastu ning teadusringkonnad ei pööranud sellele sajandeid tõsist tähelepanu.
Daltonsi teooria
Inglise keemik John Dalton tugines 1808. aastal Kreeka aatomite kontseptsioonile. Ta postuleeris, et mateeria koosneb aatomitest, mis on väikesed jagamatud osakesed. Samuti tegi ta ettepaneku, et kuigi ühe elemendi kõik aatomid on identsed, erinevad nad täielikult teiste elementide moodustavatest aatomitest.
J.J. Thomsoni teooria
Inglise füüsik Joseph J. Thomson pakkus 1904. aastal pärast elektronide avastamist välja jagatava aatomi "ploomipudingi" teooria 1904. aastal. Tema mudeli kohaselt aatomid koosnevad suurest positiivselt laetud sfäärist, millele on lisatud negatiivselt laetud elektronid (ta nimetas neid "korpusteks") ") nagu puuviljad ploomipudingus. Lisaks püstitas ta hüpoteesi, et positiivse sfääri laeng on võrdne elektronide negatiivsete laengutega. Täna kutsume positiivse laenguga osakesi prootoniteks ja negatiivseid elektronideks.
Rutherfordi hüpotees
Briti füüsik Ernest Rutherford pakkus 1911. aastal välja aatomi tuumamudeli, milles tuum on olemas. Ta avastas ka selle tegevuse, nimelt prootonite ja elektronide liikumise aatomi keskosas. Veel postuleeris ta, et prootonite arv aatomis on võrdne elektronide arvuga. Samuti püstitas ta hüpoteesi, et neutraalsemad osakesed on olemas. Neid on hakatud nimetama neutroniteks.
Bohrsi teooria
Taani füüsik Niels Bohr pakkus 1913. aastal välja planeedimudeli, milles elektronid keerlevad tuuma ümber just siis, kui planeedid tiirlevad ümber päikese. Kuni elektronid on orbiidil, on neil Bohri "konstantse energia" nimi. Kui need osakesed neelavad energiat ja siirduvad kõrgemale orbiidile, nimetab Bohrsi teooria neid "ergastatud" elektronideks. Kui elektronid naasevad algsele orbiidile, eraldavad nad seda energiat elektromagnetilise kiirgusena.
Einstein, Heisenberg ja kvantmehaanika
Alates tuhandete teadlaste vaevarikkast uurimistööst aastakümnete jooksul põhineb praegune aatomiteooria Albert Einsteini, Werner Heisenbergi ja teiste 1930. aastatel tehtud tööl. Nagu varasemate teooriate puhul, koosneb aatom tsentraalsest raskest tuumast, mis on ümbritsetud paljude elektronidega. Erinevalt varasematest teooriatest, mis käsitlesid elektrone, prootoneid ja muid pisikesi osakesi kindla tahke tükina, käsitleb modernne kvantteooria neid statistiliste pilvedena; kummalisel kombel saate täpselt mõõta nende kiirust või asukohti, kuid mitte mõlemat korraga. Hästi käituvates elliptilistes radades tiirlevate planeetidena käitunud elektronide asemel keerutavad nad ringi erineva kujuga häguses pilves. Aatomid muutuvad vähem kõvade täpsete piljardikuulide moodi ja pigem kevadiste ümarate käsnade moodi. Ja hoolimata sellest, et tegemist on tahke ainega, võivad nad omada lainekujulisi omadusi, nagu näiteks lainepikkus ja häirete mustrid.
Quarki teooria
Kui teadlased vaatasid aatomeid üha võimsamate instrumentidega, avastasid nad, et tuuma moodustanud prootonid ja neutronid olid omakorda valmistatud veelgi väiksematest osakestest. 1960-ndatel nimetasid füüsikud Murray Gell-Mann ja George Zweig neid osakesi "kvarkideks", laenates James Joyce'i romaanis kasutatud sõna. Kvarke on sortides nagu "üles", "alla", "ülalt" ja "alt". Prootonid ja neutronid moodustatakse kolme kvarki kimpudest: vastavalt "üles", "alla" ja "üles" ja "alla", "üles" ja "alla".