HISTORIE ATOMU M g r. R O B E RT
PECKO
TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
Historie atomu (modely) Mgr. Robert Pecko
Období bez modelu
pojetí hmoty spíše vychází z filozofických úvah než experimentů a pozorování
hmota je složena z částí, které už nelze dělit
co kultura, škola či časové období to jiný model
mnohá řešení přinášejí objevy v chemii
starověká Indie
6. stol. př. n. l.
starověká Indie
první zmínky v indické filozofii (džinismus)
různé školy formují komplikované teorie, jak atomy seskupit do složitějších částí
antické Řecko - atomismus
5. století př. n. l. - Leukippos a jeho žák Démokritos
existuje bytí a nebytí
bytí představuje hmotu skládající se z množství částí, které nelze dále dělit
části existují v prázdnu, nezanikají a nepodléhají žádným vlivům tyto části byly označeny jako átomos (ἄτομος) – nedělitelné, nesmírně malé indické i řecké představy vychází z filozofické roviny, je používán termín vytvořený Démokritem
Leukippos z Milétu
500 - 440 př. n. l.
zakladatel atomismu
Démokritův učitel
Démokritos
460 - 370 př. n. l. považoval atomy za neviditelné, nedělitelné, nezničitelné a neměnné, ze kterých se skládá vše, i bohové atomy se pohybují a střetávají
Daltonova teorie
John Dalton (1766 – 1844)
prvky se skládají z malých částeček nazývané atomy každý prvek je jedinečný svým typem atomu atomy nelze měnit ani ničit, lze je jen skládat → sloučeniny
John Dalton
6.9. 1766 – 27.7. 1844
zabýval se meteorologií
zkoumal vlastnosti kapalin a plynů 1794 – vysvětlil barvoslepost 1801 – atomová teorie
Thomsonův model atomu
J. J. Thomson
v roce 1897 vyvrátil Daltonovu teorii při studiu katodového záření objevil elektron je vytvořen tzv. pudinkový model atomu
Sir Joseph John Thomson
18.12. 1856 – 30.8. 1940
1897 – objev elektronu
1906 – Nobelova cena za fyziku
Thomsonův model atomu
atom si představujeme jako kladně nabitou kouli
uvnitř se nacházejí záporně nabité elektrony
celkový elektrický náboj je nulový
někdy je přirovnáván k pudinku (pudinkový model)
kladně nabitá hmota – pudink
elektrony - hrozinky
Rutherfordův model
E. Rutherford (1871 - 1937)
velká část hmoty, která je nabita kladně, je umístěna uprostřed atomu vzniká Planetární model atomu kolem kladně nabitého jádra obíhají záporně nabité elektrony jádro obsahuje jedinou částici, která je přítomna i v jiných atomech → objev protonu
Lord Ernest Rutherford
30.8. 1871 – 19.10. 1937 považován za zakladatele jaderné fyziky rozdělil záření na α, β, γ 1908 – Nobelova cena za chemii 1919 – první transmutace
14 4 17 1 N + He → O + p 7 2 8 1
předpověděl existenci neutronů
Vznik kvantové teorie
řeší nedostatky Rutherfordova modelu
pokud by elektron obíhal po kruhové nebo eliptické dráze, musel by vysílat elektromagnetické záření, což by mělo za následek ztrátu energie a eletron by se zřítil do jádra atomu
Vznik kvantové teorie
N. Bohr (1885 - 1962)
vychází z planetárního modelu a pokouší se odstranit jeho nedostatky využívá poznatků kvantové teorie – řeší stabilitu drah elektronů elektrony se mohou pohybovat jen po určitých drahách pokud elektron setrvává na své dráze, energii neztrácí přechodem elektronu mezi drahami dochází k vyzáření energie (fotonu)
Niels Henrick David Bohr
7.10. 1885 – 18.11. 1962 1913 – první kvantový model atomu 1922 – Nobelova cena za fyziku 1927 – podílí se na vzniku kvantové mechaniky 1939 – podílí se na objevu procesu štěpení uranu v praxi
Vznik kvantové teorie n=3 n=2 n=1
E =h⋅
Sommerfeldův model
elektrony se pohybují nejen po kruhových, ale také po eliptických drahách
elektron se pohybuje po elipse, která se otáčí
elektron se při svém pohybu také otáčí
neumí vysvětlit všechny vlastnosti atomu, ale poskytuje představu o jeho stavbě
Vznik kvantové teorie
Bohrův model atomu byl použitelný jen na atom vodíku, spektra složitějších atomů jsou jím neřešitelná → vznik kvantového modelu atomu stav částice není popsán její polohou a hybností, ale vlnovou funkcí, která udává stav částice v jakémkoli čase
Klasická x kvantová mechanika
stavu částice odpovídá učitá hodnota pravděpodobnosti částice může být najednou ve více stavech některé veličiny mohou nabývat jen určitých stavů (kvanta), např. energie měření na částici vede ke změně stavu objektu částice mohou prostupovat zakázanými oblastmi (přes překážku, na kterou nemají energii) – tunelový jev
Klasická x kvantová mechanika
objekt se může chovat jako vlna i jako částice – částicový dualismus (fotoelektrický jev) některé veličiny nejsou současně měřitelné (nejznámější je poloha a hybnost) dvě stejné částice nelze rozlišit (označit) – princip nerozlišitelnosti určením stavu jedné částice je ovlivněn stav druhé částice – kvantová provázanost
Model v měřítku
Kdyby jádro atomu bylo velké jako zrnko máku a položili jste ho doprostřed fotbalového hřiště, elektrony by ho sledovaly z tribun.
Objevy elementárních částic
1897 – objev elektronu (J. J. Thomson)
1918 – objev protonu (E. Rutherford)
1932 – objev neutronu (J. Chadwick)
James Chadwick
20.10. 1891 – 24.7. 1974
1932 – objen neutronu
1935 – Nobelova cena za fyziku
účastnil se projektu Manhattan (1. atomová bomba) 1945 – pasován na rytíře
Zdroje
http://reich-chemistry.wikispaces.com/Fall.2010.MMA.Neil.atomictim
http://wikipedia.org/
časopis pro studenty 3pól - Září 2009
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3178890.stm
http://library.thinkquest.org/28383/nowe_teksty/htmla/1_11a.html
http://e-ducation.net/naturalscience.htm
http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/1210367
http://www.mlahanas.de/Greeks/Atoms.htm
