Откривањето на атомот

„Атомот се состои од јадро и електронска обвивка, но ни честиците во јадрото ни електронот не можат да се замислат како некакви топчиња кои се вртат, според аналогијата на движењето на планетите околу Сонцето. Вистинската слика на атомот е сосема поинаква и е базирана на полиња, а не честички“, вели д-р Марко Војиновиќ, истражувач во Групата за гравитација, честички и полиња на Институтот за физика во Белград.

Меѓутоа, сликата за атомот, односно начинот на кој ги замислуваме атомите, се менувала низ вековите, а се чини дека и денес повеќето луѓе за атомите размислуваат како што за нив се размислувало пред речиси еден век.

Старогрчкиот филозоф Демокрит заедно со учителот Леукип ја вовел атомската теорија тврдејќи дека материјата не може да се дели бесконечно. Впрочем, грчките атомисти сметале дека сè се состои или од атоми или од празнини. Тие атоми биле разновидни според облиците, големините и боите, а во празнината која постои меѓу атомите тие се движеле, се судирале и се групирале. Теоријата на Демокрит не била ни многу омилена ни прифатена меѓу грчките филозофи, како ни самиот Демокрит. Но, тоа бил добар почеток за она што многу векови подоцна го направил Британецот Џон Далтон, физичар и хемичар, познат и по Далтонизмот – неспособност за разликување бои која ја истражувал и од која страдал и самиот.

Демокрит

Далтон е роден во селцето Иглсфилд во сиромашно, мошне побожно и квекерско семејство но не му требало многу за да покаже колку е бистар: на 12 години почнал да ја води локалната квекерска школа и во слободно време ја читал книгата на Њутн, „Математичките принципи на природната филозофија“. На 15 години нашол уште една работа во Манчестер и почнал да пишува за сè по ред, за Далтонизмот, од граматика до метеорологија, а потоа во 1808 година, на 42 години го објавил своето најголемо и најзначајно дело „Новиот систем на хемиската филозофија“.

Во сржта на неговата теорија е токму идејата на Демокрит дека светот е составен од мали неделиви честички, но и ги опишал и им додал релативни тежини (со многу грешки) создавајќи широка основа за модерната наука.

Сто години подоцна, елегантната идеја дека светот е составен од неделиви честички почнува да се компликува. Се покажува дека тие честички не се неделиви и дека имаат внатрешна структура.

Џон Далтон

Новиот модел на атомот не е некое обично топче туку, како што утврдил британскиот физичар Џозеф Џон Томсон, постојат и субатомски честици како што се електроните. Томсон осмислил нов изглед на атомот кој е наречен модел на пудинг со сливи, во кој електроните се сливи кои орбитираат набодени во пудингот.

Атомот станува важна тема во истражувањата за многу физичари како Ернест Радерфорд, кој успеал да докаже дека атомот има јадро каде е концентрирана речиси целата негова маса. Во низата фантазирачки претстави за атомот, за да го објасни своето откритие, Радерфорд го прифатил таканаречениот планетарен модел на атомот според кој атомот се состои од позитивно атомско јадро и одреден број електрони. Електроните, во движењето кое наликува на прстените на Сатурн, се движат мошне брзо околу јадрото и прават обвивка на атомот, додека тој е меѓу празнините.

Ернест Радерфорд

Сликовитиот модел го дополнил неговиот современик и подоцна творец на квантната механика Нилс Бор, појаснувајќи дека атомот има мало позитивно наелектризирано јадро околу кое се вртат електроните во одредени, непроменливи правци, и дека со движењето на електроните не владее гравитацијата туку електромагнетната интеракција. Со овој модел во физиката се воведува квантување на енергијата – во моделот на Бор кога атомот апсорбира квант енергија, електронот ќе премине од поголема орбита кон помала. И обратно, кога од поголема орбита електронот ќе премине во помала, атомот емитува квант енергија.

Иако поттикнала моќни истражувања во квантната физика, сликата на атомот на Бор е изразено груба. Слика која повеќе одговара на реалноста дава Австриецот Ервин Шредингер кога ќе се обиде да ја предвиди веројатноста одреден електрон да се најде на точно одредено место. Квантниот модел на атомот на Шредингер најпрвин можел да се замисли како јадро околу кое има „облак од електрони“. Сликата дополнително се дополнува во 1932 година со откритието на Џејмс Џедвик дека јадрото не е составено само од наелектризирани протони туку и од неутрони.

Ервин Шредингер

Иако оваа слика за атомот од почетокот на 20 век, со топче (јадро) околу кое кружат други топчиња (електрони) сè уште може да се најде во учебниците, а и е начјеста слика за атомот каков што го замислуваме, вистинската слика за атомот сепак не може да се сведе на топчиња. Кога се замислува сликата за атомите или електроните, попрецизно е да се замислуваат полиња, како електричните, магнетните и гравитациските полиња, со кои имаме директно сетилно искуство.

Извор: http://naukakrozprice.rs