과학자들은 요소와 그들의 행동을 실험하고 관찰하여 원자의 존재를 파악하고 원자 이론을 구성하는 데 도움이되었습니다.
원자 이론은 첫 번째 투과 전자 현미경 전 오래 전에 왔는데, 이는 우리가 원자를보기 오래 전에 알고 있음을 의미합니다!
누가 그들에 대해 알아야 할 것들을 볼 필요가 있다고 말한 사람! 우리는 중력이나 전기, 심지어 자기를 보지 못했지만 이러한 것들에 대해 많은 것을 알고 있습니다. 과학은 항상 우리에게 알려진 것들이 시각적 관찰을 통해서만 구할 수 없다는 의미에서 이상했습니다. Curiosity는 모든 과학적 혁신을 주도하지만 사람들이 충분한 신체적, 실질적인 증거가 부족하면 간접적 인 결과를 통해 이론을 증명합니다. 결과를 결정하는이 방법은 현대 원자 이론의 기초입니다.
왜 우리가 원자를 볼 수 없는가?
간단히 말해서, 그들은 엄청나게 작기 때문입니다! 객체는 빛이 떨어지는 빛을 편향시킬 때 보입니다. 원자의 크기는 30-300pm 사이이며, 이는 대략 10-12m의 순서입니다. 광학 현미경의 경우, 원자는 보이지 않습니다. 즉, 원자는 빛 입자와 상호 작용하지 않으므로 편향이 없습니다. 전자 현미경의 발명이 끝날 때까지 우리는 먼저 원자를 엿볼 수있었습니다. 가시 광선보다 낮은 파장을 갖는 전자 빔은 대상에 부딪 칠 때 흩어져 있습니다. 이 산란은 이미지를 생성 할 수 있습니다. 우리가 원자를 관찰 할 수있을뿐만 아니라 샘플에서 원자를 움직여 연구하기 위해 원자를 움직이는 데 도움이되는 더 많은 고급 현미경이 있습니다!
우리가 원자의 존재를 어떻게 생각 했는가?
원자 이론 제형은 수년에 걸쳐 있습니다. 다음은 소문기 시대에 시작된 원자 이론 공식의 과정을 일정에 대한 초보적 인 시도입니다.
원자 모델의 그림 발전 (사진 크레디트 :Nasky/Shutterstock)
- 그리스 철학자 인
- 민주당은 원자를 처음으로 생각했습니다. 물질 조각이 더 작고 작은 부분으로 나뉘면 모든 입자는 여전히 동일한 특성을 가지고 있습니다. 우리가 문제를 나누면 문제를 더 나눌 수없는 시간이 있습니다. 이 불가분의 입자는‘Atomos’입니다. 주목할만한 것은이 기간 동안 원자 주의자들이 모든 물질의 원자가 모든면에서 비슷하다고 믿었다는 것입니다.
- 원자가의 가르침은 1800 년대까지 John Dalton이 처음으로 원자 이론을 제안했을 때까지 약 2 천년 동안 상실되었습니다. Dalton은 요소가 특정 '정수 비율'(1 :2 또는 3 :4 등)에만 결합 된 이유를 파악하려고 노력하는 동안 각 요소마다 고유 한 불가분의 고체, 질량 베어링 및 불가분의 입자가 있어야한다고 결정했습니다. 그는이 작은 입자가 불가분했기 때문에 화합물은 분수 비율로 결합 할 수 없다고 믿었습니다.
- j j thompson의 'Plum Pudding Model'은 19 세기 후반에 원자의 신화를 단단한 입자라는 최초의 모델이었습니다. 처음 발견 된 전자를 발견 한 캐소드 광선 튜브 실험은 원자 모델의 변형을 초래했습니다. 새로운 모델은 단단한 공이 아니지만 양전하의 바다에 음전 전하가 떠있었습니다. (전체적으로 Atom이 중립으로 알려져 있었기 때문에 긍정적으로 충전 된 바다였습니다)
- Ernest Rutherford의 금 포일 실험은 양전하가 원자의 작은 부분에만 포함되어 있다는 사실을 인정했습니다. 대부분의 알파 광선이 편향없이 통과 되었기 때문에 원자는 크게 비어 있어야했다. 편향된 몇 개의 광선이 핵에 부딪쳤을 것입니다. 플럼 푸딩 모델은 러더 포드의“핵 모델”으로 대체되었지만 전자의 위치는 여전히 논쟁의 여지가 있습니다.
- 20 세기 초반에는 양자 역학의 부상이 보였다. 양자 역학의 개척자 인 Max Planck와 Einstein은 양자화 된 모든 것이 특정 값 만 취할 수 있다고 설명했다. 덴마크 과학자 인 Niels Bohr는 원자의 구조가 행성 모델과 유사하다고 강력하게 믿었습니다. Bohr는 양자화 이론을 사용하여 핵을 공전하고 핵으로 떨어지지 않더라도 전자가 궤도에 어떻게 머무르는 지 설명했습니다.
- Erwin Schrödinger의 전자의 이중 입자와 파동 거동에 대한 발견은 Bohr의 전자가 특정 궤도에 있다고 가정하는 것과 모순되었습니다. 우리는 이제 영역에서 전자를 찾을 확률을 계산하는 Atom의 양자 기계 모델을 가지고 있습니다. 그것은 특정 에너지 수준을 가진 전자 궤도에 대한 Bohr의 가정과 모순됩니다.
- 모델이 완전 해 보이지만 핵의 질량은 여전히 미스터리였습니다. 우리는 양성자와 전자에 대해 알고 있었지만 과학자들은 핵이 모든 양성자의 결합 된 무게보다 더 무게가 더 높았다는 것을 발견했습니다. Chadwick에 의해 1932 년 중성자 (질량이 양성자와 매우 유사한)의 발견은 현대 원자 모델을 완성하는 데 도움이되었습니다. 핵의 원자 질량은 이제 새로 발견 된 중성자의 존재로 정당화되었습니다.
보시다시피, 현대 원자 모델은 다양한 관찰, 질문 및 실험의 결과입니다. 수년에 걸쳐 모델이 진화 한 방식을 관찰하면 과학자들이 분석 할 수있는 시각적 데이터가 없기 때문에 실험적 증거에 크게 의존한다는 것이 분명해집니다. 이것은 첫 번째 투과 전자 현미경이 처음 시작되기 전에 모든 방법 이었다는 것을 기억하십시오!
다른 아 원자 입자가 있습니까?
전자 빔 현미경 및 주사 프로브 현미경과 같은 현대 현미경은 원자와 나노 입자의 구조를 관찰하는 데 도움이되었지만 더 많은 것입니다!
Stanford University의 과학자들은 추가 핵 연구를 위해 설계된 전자 가속기를 구축했습니다. 전자 빔은 200 억 전자 볼트의 에너지에서 가속되었다. 이러한 고 에너지 빔이 액체 수소 및 중수소를 표적으로했을 때, 연구자들은 전자가 더 넓은 각도로 산란을 일으키고 예상보다 더 자주 발생하기 시작했음을 관찰했습니다. 1970 년대까지, 핵에는 산란 패턴을 유발하는 3 개의 산란 중심이 있다는 것을 깨달았습니다. 이 발견은 쿼크의 존재에 대한 첫 번째 증거였습니다!
아 원자 입자 (사진 크레디트 :Designua/Shutterstock)
최근까지, 우리는 전자, 양성자 및 중성자가 가장 근본적인 아 원자 입자라고 생각했는데, 이는 이들이 불가분했음을 의미합니다. 그러나 쿼크는 양성자와 중성자를 구성하는 실제 원소 불화 입자입니다! 현재는 전자가 불가분의 생각이지만 더 많은 것이 있다면 놀라지 않을 것입니다!
원자의 발견과 아 원자 입자의 후속 발견은 관찰 및 실험의 중요성을 증명한다. 20 세기에는 필요한 시각적 기준을 제공하기 위해 강력한 현미경이 없었지만 과학자들은 원자를 연구 할 수있었습니다! 현재 기술의 추세를 살펴보면, 우리는 미래에 훨씬 더 정교한 장치에 접근하여 도약과 경계로 나아가는 데 도움이 될 것입니다.
