Myli się ten, kto uważa Starożytność za okres o niskiej
kulturze i myśli naukowych. Oczywiście nie dysponowano, jak dzisiaj, wyszukaną
aparaturą, ale proces myślowy, intuicyjny, zdroworozsądkowy był imponujący.
Przykładem może być myśl greckiego
filozofa Leucypa z Miletu z V w. przed Chr., który w swoich piśmie zapisał, że
materia zbudowana jest z małych, niepodzielnych, niezmiennych i
nieprzenikliwych cząstek (atomów), otoczonych próżnią i różniących się między
sobą kształtem, położeniem i porządkiem. Atomy obdarzone są odwiecznym ruchem,
popychając się i łącząc w znane nam rzeczy. Leucyp jest uważany za twórcę
atomizmu. Drugi filozof Demokryt z
Abdery (ok. 460–370 przed Chr.) stworzył system filozofii materialistycznej.
Szerzył tezę o nieciągłości materii (istnieją tylko atomy i próżnia) –
twierdził, iż składa się ona z niepodzielnych atomów, a jedynym co nieskończone
jest próżnia. Intuicja filozofów była słuszna.
Od tego czasu upłynęło prawie 2 tysiące lat, aby wrócić
do tematu budowy materii. John Dalton (1766–1844) zauważył, że własności gazów
najlepiej dają się wytłumaczyć przy założeniu, iż są one zbudowane z atomów.
Stwierdził, iż związek chemiczny zawsze zawiera te same ilości wagowe
składających się nań pierwiastków. Na początku XIX w. zrewolucjonizował naukę,
ogłaszając teorię atomistyczną budowy materii. Wstępne elementy koncepcji
Daltona opublikowane zostały przez szkockiego chemika Thomasa Thomsona
(1773–1852) w roku 1804, natomiast pełną pracę opublikował Dalton w roku 1808.
Podstawowe założenia teorii Daltona:
- Materia złożona jest z niepodzielnych atomów
- Wszystkie atomy jednego pierwiastka mają identyczną masę i pozostałe właściwości
- Każdy pierwiastek zbudowany jest z niepowtarzalnych atomów, różniących się od innych masą
- Atomy są niezniszczalne i nie podlegają przemianom podczas reakcji chemicznych, zmienia się tylko ich wzajemne ułożenie i powiązanie
- Cząsteczka związku chemicznego składa się ze skończonej i niewielkiej liczby atomów różnych pierwiastków.
W pierwszej połowie XIX wieku Michael Faraday
(1791–1867), angielski fizyk i chemik zauważył, że jeśli przyłączy
się do baterii dwie elektrody: anodę i katodę umieszczone
w szklanej bańce pozbawionej powietrza to obszar wokół katody zaczyna
świecić. Promienie te nazwano katodowymi[1].
Promieniami zainteresował się niemiecki fizyk Wilhelm Konrad Roentgen
(1845–1923). Wykrył, że oprócz promieniowania katodowego emituje się inne
promieniowanie przenikające przez papier, drewno, gumę i inne substancje.
Barierą dla niego był ołów. Promienie te nazwane zostały promieniami X[2].
W 1896 roku
wątpliwości te rozwiał fizyk angielski Joseph John Thomson (1856–1940).
Ponieważ atomy są elektrycznie obojętne, elektrony o ładunku ujemnym z nich
emitowane sugerowały istnienie w atomie ładunku dodatniego.
Na początku XX wieku (1910) Rutherford (1871–1937)
zasugerował, że atom wcale nie jest niepodzielny i że składa się
z jądra i elektronów, które krążą po orbitach, w taki sam
sposób, jak planety wokół Słońca. Koncepcja ta budziła wiele kontrowersji, gdyż
prawa fizyki, jakie wówczas znano, nie dopuszczały możliwości istnienia takiego
atomu. Krążące ładunki elektryczne
powinny wypromieniowywać energię i w ułamku sekundy spadać wzdłuż spiralnego
toru na jądro. Rozwiązanie tego problemu polegało na skwantowaniu energii
elektronów w atomach, które zaproponowane zostało przez Nielsa Bohra (1885–1962). Postulował on, że elektrony w atomach mogą
mieć tylko pewne ściśle określone wartości energii. Elektrony zamiast
wypromieniowywać energię w sposób ciągły i posuwać się spiralnie w głąb atomu,
mogą przeskakiwać z jednego stanu energetycznego na inny, emitując lub
pochłaniając tyle energii, żeby jej całkowita ilość miała zawsze stałą wartość.
Dopóki elektron znajduje się na orbicie, energia nie jest wypromieniowywana,
ale jeżeli przechodzi on ze stanu o wyższej energii, do stanu o niższej
energii, to emituje energię. W 1913 r. Bohr (1885–1962), współpracując z
Ruthefordem opracowali model atomu, w którym elektrony mogą się poruszać
wyłącznie po określonych orbitach.
Cdn.
[1]
Promieniowanie katodowe, to strumień swobodnych elektronów. Faraday nie znał natury
badanego promieniowania.
[2]
Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie rtg, promieniowanie
X, promienie X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które
jest generowane podczas wyhamowywania elektronów. Długość fali mieści się w
zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się
pomiędzy nadfioletem i promieniowaniem gamma.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz