전자는 양의 푸딩에 내장 된 음성 자두였다. 이름이 붙어 있고 모델은 여전히 플럼 푸딩 모델이라고합니다.
지식은 나무의 색과 같은 지인에 의해 도출 될 수 있거나, 현상이“알기”가 불가능한 경우 설명에 의해 도출 될 수 있습니다. 여기에는 눈이 색상을 감지하는 방법 또는 색상 자체가 만드는 방법이 포함됩니다. 우리는이 설명 모델이라고합니다.
그러나 설명 지식 자체는 다른 설명을 기반으로합니다. 예를 들어, 색상이 어떻게 생겨나는지 이해하려면 먼저 원자의 구조를 이해해야합니다. 원자 자체는 묘사를 통해서만 이해할 수있는 원자의 구조를 이해해야합니다. J.J. Thomson의 Plum Pudding 모델은 원자에 대한 설명 중 하나였습니다. 그 당시 가장 근본적인 물질 구성 요소로 간주되었습니다.
전자의 발견
완전히 대피하거나 진공 된 챔버에 배치 된 양의 전극과 음의 전극 사이에 전압이 가해지면, 양성 전극 뒤에있는 챔버의 유리 또는 챔버 영역이 점차 빛나기 시작합니다. 물리학 자들은이 형광이라고 부릅니다. 전극과 얼룩 사이를 여행하는 것은 유리가 보이지 않습니다. 광선은 수년간 물리학자를 당황하게 만들었습니다.
(사진 크레딧 :Wikimedia Commons)
이전에 Dalton은 원자가 물질의 기본 구성 요소라고 제안했다. 그것들은 불가분하고 파괴 할 수 없습니다. 그 당시, 물리학 자들은 우주가 에테르라고 불리는 물질에 의해 스며 들었다고 믿었으며, 이는 빛을 전파하는 매체 역할을했습니다. 이론적 근거는 파도가 매체없이 여행 할 수 없다면 햇빛이 어떻게 지구에 도달 할 수 있습니까? 그들은 공간이 비어 있지 않았지만 빛이 원활하게 흐를 수있는 에테르로 가득 차 있다고 선언했다. 물리학 자들은 원자들 도이 유연한 에테르에서 교란이라고 믿었다. 그들은 원자가 문자 그대로 영구적 인 소용돌이가 상충 될 수있는 소용돌이라고 믿었습니다.
그러나 J.J. Thomson은 과학의 원칙에 잘 어울리는 사람이었으며, 누군가는 실용적으로 실용적인 사람이었습니다. 에테르의 존재에 대한 증거의 빈곤을 고려할 때, 톰슨은 믿어졌다. 따라서 톰슨은 원자를 직접 찾기로 결정했습니다. Thomson이 Cathode Ray 실험을 수행했지만 그 사이에 자석이 있으면 현실을 조금 더 깊이 침투했습니다.
이전에는 빛과 같은 음극 광선이 뚜렷하고 중요하지 않은 것으로 여겨졌다. 그러나 톰슨이 자석 사이를 여행하도록 강요했을 때, 그들은 그들이 하나를 향해 편향했다고 관찰했다. 그는 나중에 그들이 전기장에 의해 편향되었다는 것을 관찰했다. Thomson은 음극 광선을 구성하는 입자가 전하되었다고 추론했으며, 처짐으로부터 전하가 음수라고 추론했다.
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계산에 따르면, 입자는 원자 자체보다 적어도 1000 배 작은 엄청나게 작다는 것이 밝혀졌다. 톰슨은 전자를 발견했다. 그러나 그 이름은 G.J에 의해 만들어졌습니다. 스토니. 실제로 Thomson 은이 대상을“부정적인 소체”라고 언급했습니다. 에테르의 경우 제임스 서기 맥스웰이 빛이 전자기가 발생하므로 중간을 여행 할 필요가 없다는 것을 성공적으로 증명하면 불필요 해졌다.
Plum Pudding Model
발견은 심오했다. 전자는 아직 발견 된 것보다 더 근본적이었습니다. 그것은 현재 sub-Atomic 라고 불리는 몇몇 미미한 물체 중 첫 번째였습니다. 발견 될 입자. 그러나 원자는 물론 전기 중립이기 때문에 단순히 음전하를 제한 할 수 없습니다. 톰슨
조셉 존 톰슨 (Joseph John Thomson)은 1906 년 전자 발견으로 노벨상을 수상했습니다. (사진 크레딧 :Wikimedia Commons)
Thomson, 권위있는 철학적 잡지 1904 년 3 월 판은 원자가 보전하에 의해 점유 된 양전하의 경계 영역에 따라 원자의 모델을 제안했다. "원소의 원자는 균일 한 양의 전기 화의 구역에 둘러싸인 여러 부정적인 하전 된 소체로 구성됩니다." 예선 "균일"은 여기에서 중요합니다. 공간의 양성의 크기는 전자에 의해 생성 된 순 음전 전하와 동일하므로 원자는 중립적입니다.
영국의 물리학 자들은이 모델은 영국인이 좋아하는 디저트 인 매실 푸딩을 연상시켰다. 전자는 양성 푸딩에 내장 된 음성 자두였다. 이름은 붙어 있으며 모델은 일반적으로 플럼 푸딩 모델이라고합니다. 그러나 종종 수박 모델이라고도합니다. 나는 의미가 명백하다고 확신한다.
그러나 이름이 붙어있는 것은 이상합니다. Thomson의 모델에서 전자는 펄프의 자두 나 종자와 같이 고정되지 않습니다. 그는 그들이 끊임없이 움직이거나 더 정확하게 움직일 것을 제안했다. 전자가 구의 중심에서 멀어지면서 궤도는 훨씬 더 큰 양의 힘을 겪었 기 때문에 궤도는 안정적이었다. 왜냐하면 그들의 궤도는 이제“더 많은”양전하를 포괄하기 때문이다. 전자가 다른 전자와 상호 작용함에 따라 궤도는 더 안정화되었다. 밀고 당기는 것은 무효화되어 전자가 원에서 빠르게 회전 할 수있게한다. 그러나이 원수는 모델의 실패로 판명되었습니다.
매화 푸딩 모델의 실패
1850 년대 초, 물리학 자들은 예를 들어 열을 통해 에너지로 부여 된 요소가 뚜렷한 색상의 색상을 방출한다는 것을 발견했습니다. 색상은 불연속적인 것처럼 보이지만, 색상을 파장으로 분리하는 장치 인 분광기로 볼 때 색상이 간헐적으로 방출되는 것을 볼 수 있습니다. 색상 선은 완전한 어둠의 선으로 분리됩니다. 이러한 패턴을 방출 스펙트럼이라고하며 모든 요소는 고유 한 패턴을 생성합니다. 실제로 모든 요소는 고유 한 스펙트럼을 생성하기 때문에 과학자들은이 스펙트럼을 사용하여 알려진 요소를 식별하거나 새로운 요소를 발견합니다.
수소의 스펙트럼. (사진 크레디트 :Patrick Edwin Moran / Wikimedia Commons)
원자 모델의 정확도를 결정하기 위해 과학자들은 모델이 요소가 방출하는 실제 스펙트럼과 요소를 예측하는 스펙트럼을 비교합니다. 모든 요소 (또는 최소한 상당한 숫자) 스펙트럼이 모델에 의해 정확하게 복제되면 확인란이 올바르게 표시됩니다. 물론 점검 목록은 상당히 광범위하지만 이것은 확실히 좋은 시작입니다. Thomson은 중심을 공전하는 전자가 스펙트럼을 담당한다고 제안했다. 그러나 Thomson의 모델은 단일 전자 만 포함하는 요소 인 수소가 아닌 단일 요소의 스펙트럼을 성공적으로 예측할 수 없었습니다. 예상 결과를 얻기 위해 Thomson은 그의 모델을 땜질했지만 그것은 모두 헛된 일이었습니다. 그의 시도는 실패했다.
그런 다음 1911 년에 어니스트 러더 포드 (Ernest Rutherford) 1909 년 Hans Geiger와 Ernest Marsden이 수행 한 Rutherford는 원자 중심에 엄청나게 밀집된 양전하의 존재를 성공적으로 예측했습니다. 이것을 원자의 핵이라고 불렀습니다. 원자는 전자로 얼룩덜룩 한 양전하의 구름이 아니 었습니다. 사실, 그것은 거의 완전히 비어있는 것으로 밝혀졌습니다. 관점에서, 원자가 경기장이라면, 핵은 야구가 될 것입니다.
(사진 크레딧 :Wikimedia Commons)
당황스럽게 잘못 입증 되었음에도 불구하고 Thomson은 과학의 원칙에 잘 맞는 사람을 기억하십시오. 러더 포드를 자랑스럽게 생각했습니다. 왜냐하면 그는 Thomson의 가장 귀중한 학생이기 때문입니다. 사실, 아이러니하게도, 톰슨의 아들 조지 톰슨 (George Thomson)은 전자가 그의 아버지가 묘사 한 것처럼“소체”처럼 행동하는 것이 아니라 연못의 잔물결처럼 작용한다는 것을 보여 주었다. 그는 전자의 파동을 실험적으로 증명 한 최초의 물리학 자였습니다.
각각은 혁신적인 기여로 노벨상을 수상했습니다. 그러나 러더 포드의 성공은 우연한 것처럼 보이며, 톰슨이 도청을하지 말고 비틀어 지도록 요청하지 않아야한다고 결정한 것은 딱딱한 주먹이었습니다. 음극선 실험을 수행 한 후, Thomson은 실제로 세 가지 제안을했습니다. 1) 원자에 서식하는 각 음전하는 양전하와 쌍을 이루고; 2) 원자는 균일 한 양전하의 "수프"로, 음으로 하전 된 입자가 상어처럼 중심을 둘러싸고; 또는 3) 음으로 하전 된 입자는 양전하의 중앙 영역을 공선하며, 이는 "소체"에 의해 생성 된 순 음전하와 동일한 크기를 갖는다. 톰슨은 선택을해야했다. 나머지는 말한 것처럼 역사입니다.
