Transcript Az atom fogalom fejlődése

ATOMMODELLEK
Történeti átnézet
az atom fogalom fejlődéséről
Az Ókorban
• Már az ókori indiaiaknál (i.e. 700) és
görögöknél (i.e. 600) felvetődött az a
nagyszerű gondolat, hogy a természet
bonyolult jelenségeit egyetlen alapvető,
mindent átfogó elmélet segítségével
magyarázzák.
• Ilyen törekvések közepette jelenik meg az
atom fogalma is.
Az Ókorban - i.e. 650 körül
• Az Indiai UDDALAKA (kb. i.e. 700 – 660)
• A dolgok (fügemag) felezésével érjük el a legapróbb részeket, a finomságot.
• Minden élő és élettelen anyagnak ez az elemi,
tovább nem osztható építőköve.
• A modern atomfogalom első megjelenése az
emberi gondolkodásban.
• Bő 200 esztendővel megelőzte a a közismert
leukipposzi és demokrítoszi gondolatokat.
Az Ókorban – i.e. 600 körül
• Milétoszi THÁLÉSZ (i.e. 624? Miletos, KisÁzsia, To. –
546,7)
Minden anyag alkotója a víz.
A víz az arché (αρχή), az ősanyag, az elsődleges
elem, latinul a princípium, a szubsztancia, stb.
Az Ókorban – i.e. 580 körül
• Milétoszi
ANAXIMÁNDROSZ (i.e.
610,1 – 546,7)
Minden létező élő és élettelennek
alkotója
az
alaktalan, a kimeríthetetlen világanyag, az
apeiron (απειρόν) amely
meghatározatlan és határtalan.
Az Ókorban – i.e. 550 körül
• Milétoszi ANAXIMENÉSZ (i.e. 585,6 – 525) 581 – 528
Minden anyag alkotója a levegő.
A levegő az elsődleges elem az arché stb.
Az Ókorban – i.e. 530 körül
• Számoszi PÜTHAGORÁSZ
(i.e. 569 Samos, Ionia, Gro – 475)
Az ősanyagot anyagtalannak
tartja és a természet viselkedését a számokon keresztül próbálja megérteni.
A számok a dolgok belső anyagtalan, „szellemi” alapjai
és ezek adják a világ belső
harmóniáját.
Az Ókorban – i.e. 500 körül
• Efesi HÉRAKLEITOSZ (i.e. 535 – 475)
Minden anyag alkotója a tűz. A tűz az elsődleges
elem.
A világ szakadatlan mozgásban van.
Az anyagi világban rejlő független természettörvény
első megsejtője.
Az Ókorban – i .e. 465 körül
• Klazomenae-i
ANAXAGORÁSZ
Clazomenae (30 km-rel nyugatra Izmirtől), Lydia,
(i.e.
499
Töröko. – 428
Lampsacus, Mysia, To.)
Minden dolog parányi elemi részekből un. magokból épül fel.
Ezeket homoeomeriáknak nevezte.
Az Ókorban i.e. 460 körül
• Eleai ZÉNON (kb. i.e. 490 Elea,
Lucania, dél Oo. – 425)
A folytonossági elv hirdetője.
Szerinte az alapvető kérdés, hogy
az anyag folytonos vagy kvantumos, adagos, csomós, bogos,
atomos.
Kérdés, hogy az anyag a végtelenségig osztható-e vagy sem.
Valójában nem tudja megválaszolni a kérdést. Lásd Zénón paradoxonok.
Az Ókorban – i.e. 450 körül
• Akragaszi EMPEDOKLÉSZ (i.e. 492 Acragas, (ma) Agrigento, Szicilia, Oo. – 432 Peloponesos, Gro.)
Minden anyag alkotója a négy elem: a tűz, a víz, a
levegő és a föld.
A tűz a víz, a levegő és a föld az ősi elemek.
)
Az Ókorban – i.e. 450 körül
• Milétoszi LEUKIPPOSZ (kb. i.e. 480 – 420)
Az oszthatatlan őselem fogalma.
Ezek különböző formájú de tovább már nem
osztható entitások az atomok.
Az Ókorban – i.e. 430 körül
• Abderai DÉMOKRÍTOSZ (i.e. 460 – 370)
Minden anyag építőköve a tovább már nem
osztható, tehát oszthatatlan – atomos.
Szerinte az atomok és az űr (üres tér, vákuum)
az amiből minden anyag felépül.
Az Ókorban i.e. 390 körül
•
Athéni PLÁTON (i.e. 427Athén –
347)
A demokrítoszi anyagi magyarázattal szembeállítja az idealisztikus matematikai elvet.
Az anyag legkisebb építőkövei
nem tárgyak mint Demokrítosz
atomjai hanem matematikai
struktúrák.
Az anyag megjelenési formáit a
szimmetriák határozzák meg.
Pithagorászra hivatkozik.
Az Ókorban i.e. 350 körül
• Stagirus-i ARISZTOTELÉSZ
(i.e. 384 Stagirus, Macedonia, Go. – 322
Chalcis, Euboea, Go. )
Elutasítja a demokrítoszi atom
fogalmat.
A minőség és nem a mennyiség a meghatározó.
Majdnem 2000 évig meghatározta természetfilozófiánkat.
Az Ókorban – i.e. 310 körül
• Számoszi EPIKUROS (i.e. 341 Samos, Go. – 270 Athén)
Elismeri az atomokat, az űrt és az anyag örökös voltát.
Ő tette meg az első lépéseket az okság elvének kiteljesedésében.
Tanai nagy követője Lucretius Carus (i.e. 94 – 51) római
filozófus költő.
i.e. 300 – i.sz. 1927
• Megindul egy több mint 2200 éves vita, arról,
hogy folytonos vagy nem folytonos az anyag
szerkezete.
• Hullám vagy korpuszkuláris jellegű-e az anyag.
• Több nagy név sorakozik fel az egyik vagy másik ötlet mellett.
• Mára már eldőlt, hogy sem az egyik sem a
másik, hanem mindkét gondolat egyidőben a
helyes, ezáltal gyönyörű egységbe ötvözi
önmagát a természet.
i.e. 300 – i.sz. 1927
• A KORPUSZKULÁRIS elmélet támogatói:
• Daniel Sennert (1572. XI. 25. Breslau, No – 1637. VII. 21.
Wittenberg)
• Pierre Gassendi (1592. I. 22. Champtercier, Provence, Fr–
1655. X. 24. Párizs)
• Isaac Newton (1643. I. 4. Woolsthorpe, Lincolnshire, En –
1727. III. 31. London)
• Daniel Bernoulli (Gn 1700. II.8,9. Groningen,Ho –
1782. II.17. Basel, Sv)
• Rudjer Josip Boskovic (1711.V.18. Raguzza-Dubrovnik, Hro –
1787. II.13 Milánó)
• Mihail Vasziljevics Lomonoszov (1711. XI. 8. –
1765. IV. 4.)
i.e. 300 – i.sz. 1927
• A HULLÁM elmélet támogatói:
• Rene Descartes (1596 már. 31. La Haye (most
Descartes),Touraine, Fr – 1650 feb. 11,17. Stockholm)
• Christian Huygens (1629 ápr. 14. Hága, Ho –
1695 jún. 8.)
• Robert Hooke (1635. júl. 18. Freshwater, Isle of Wight, En
– 1703. már. 3. London)
1666
• Robert Boyle (1627. I. 25. Lismore Castle Ír – 1691. XII. 30. London)
A testek szilárdságát illetve a hőjelenségeket próbálja az anyagi részecskék mozgásának hipotézisével magyarázni.
1738
• Daniel Bernoulli (1700. II.9. Groningen Ho – 1782. III.17. Basel)
A gázok nyomását magyarázza az atomhipotézissel, sikeresen, elsőként jut el az egyetemes gáztörvényhez.
pV = n R T
1758
• Rudjer Josip Boskovic (1711. V.18. Raguzza Dubrovnic – 1787. II.13. Milánó)
A görögök után elsőként használja az atom megnevezést, melyeket anyagi pontoknak tekint.
Az atomokat összetartó erőkről pedig egészen modern elképzelése van melynek alapötletét Newtontól veszi.
1802
• John Dalton (1766. IX.6. Eaglesfield A – 1844. VII.27. Manchester A)
Az általa megfogalmazott kémiai törvények (tömegmegmaradás, tömegviszonyok megmaradása és a többszöri
tömegviszonyok törvénye) arra a következtetésre vezetik, hogy minden egyszerű kémiai anyagnak kell létezzen
egy legkisebb alkotó köve, atomja.
1904
• Hantaro Nagaoka (1865. VIII.15. Omura-Nagaszaki – 1950. XII.11. Tokio)
A Szaturnusz bolygóhoz hasonlítja az atomot.
Pozitív töltésű mag a bolygó és negatív elektronok a
gyűrűben.
1904
• Joseph John Thomson (1856. XII.18. Manchester – 1940. VIII.30. Cambridge)
• Szilvás puding angol megnevezés.
• Mazsolás puding magyar megnevezés.
1911.Május 7.
• Ernst Rutherford (1871. VIII.30. Brightwater – 1937. X.19. London)
• Bolygó modell kvantitatív elemekkel.
Első kísérletek és számítások az atomban uralkodó
méretviszonyokról. Az első mérések és elképzelések Lénárd Fülöptől származnak még 1902-ből.
Felmerülnek az első gondok is, ez a modell a klasszikus
fizika szerint nem lehet stabil, ami ellentmond a
megfigyelésnek.
1913
• Niels Bohr (1885. X.7. Koppenhága – 1962. XI.18.)
Bolygómodell + posztulátumok
1 Az atomban az elektronok csak olyan stacionárius körpályán mozoghatnak
amelyeken a perdületük a ħ egész számú töbszöröse és amelyeken nem
sugároznak ki és nem nyelnek el energiát.
2 Energia kibocsájtás vagy elnyelés csak akkor következik be amikor az
elektronok egyik stacionárius pályáról egy másik hasonló pályára ugranak. A
kibocsájtott vagy elnyelt energia nagysága:
E m - E n = 2p h n
1916
• Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (1868. XII.5. Königsberg –
1951. IV.26. München)
Bolygómodell + Bohr posztulátumok + relativisztikus
korrekció = elliptikus pályák
1925 – 1928
1925 január
• Wolfgang Ernst Pauli (1900. IV.25. Wien – 1958. XII.14. Zürich)
• A kizárási elv: egy atomban nem található két olyan
elektron melyeknek azonos kvantumszámaik lennének
1925 – 1928
1925 július 29.
• Werner Karl Heisenberg (1901. XII.5. Würzburg – 1976. II.1. München)
• Mátrixegyenlet:
¥
2
h = 8p m
å
{x
2
n + t ,n
2
nn+t
,n
-
x n ,n -
t =0
1
æ
O s z c i llá t o r r a : E = h w 0 ççn +
è
2
ö
÷
÷
ø
t
n n ,n -
t
}
1925 – 1928
1926 január 27.
• Erwin Schrödinger (1887. VIII.12.Wien – 1961. I.4. Alpbach)
2m
• Hullámegyenlet:
Dy +
h
2
[E - U ( x , y , z ) ]y = 0
1925 – 1928
1928
• Paul Adrien Maurice Dirac (1902. VIII.8. Bristol – 1984. X.20.
Tallahausse Florida)
• Az elektron relativisztikus hullámegyenlete pozitron megoldással is:
ig¶y = m y