Розвиток теорії будови атома


Антуан Анрі Беккерель (1852-1908)

Склодовська-Кюрі Марія (1867-1934) П'єр Кюрі (1859-1906)

Ернест Резерфорд (1871-1937)

Нільс Генрік Давід Бор (1885-1962)

Зоммерфельд Арнольд Йоганнес Вільгельм (1868-1951)

Альберт Ейнштейн (1879-1955)

Луї Віктор П'єр Раймон, 7-й герцог Брольї (Луї де Бройль) (1892-1987)

Ервін Рудольф Йозеф Олександр Шредінгер (1887-1961)

Вернер Карл Гейзенберг (1901-1976)

Атом (від ін-грец. ατομος – неподільний). Досягнення експериментальної фізики до кінця XIX ст. довели неправомірність уявлень про неподільність атома. Французький фізик Беккерель в 1896 р. виявив мимовільний викид урановими рудами раніше невідомого виду випромінювання, проникаючого крізь речовини. Пізніше в 1898 р. те ж явище було виявлено і ґрунтовно вивчено французькими вченими П. Кюрі і М. Склодовсткой-Кюрі, які пояснили спостережуване випромінювання природною радіоактивністю. Вони відкрили в уранових рудах два нових та більш потужних джерела випромінювання, ніж сам Уран. Ними виявилися радіоактивні елементи Полоній і Радій. Було знайдено, що Радій зазнає багатоступінчастий спонтанний розпад, який закінчується утворенням стабільного свинцю. Оскільки атоми свинцю якісно відрізняються від атомів радію, таке перетворення елементів можна пояснити тільки тим, що атоми обох елементів побудовані з однакових, більш дрібних, ніж самі атоми, частинок. Це стало підставою для глибокого теоретичного та експериментального вивчення будови атома. Першим основним досягненням в області вивчення внутрішньої будови речовини було створення моделі атома англійським фізиком Резерфордом у 1911 р. За Резерфордом, атом складається з ядра, оточеного електронною оболонкою. Данський фізик-теоретик Бор використовував уявлення Резерфорда і створену німецьким фізиком Планком (1900 р.) квантову теорію для розробки в 1913 р. теорії гідроген-подібного атома і першої квантової моделі атома модель атома Бора. Прийнявши, що електрони – це частинки, він описав атом як ядро, навколо якого на різних відстанях рухаються по кругових орбітах електрони. У 1916 р. модель атома Бора була вдосконалена німецьким фізиком Зоммерфельдом, який об’єднав квантову теорію Планка і теорію відносності Ейнштейна (1905), створивши квантову теорію атомних орбіт, які за Зоммерфельдом, можуть бути не тільки круговими але і еліптичними.

Наступний етап у становленні квантової теорії будови атома почався з теоретичного обґрунтування французьким ученим де Бройлем подвійної природи матеріальних частинок, зокрема електрона. Поширивши ідею Ейнштейна про подвійну природу світла на речовину, де Бройль постулював (1924), що потік електронів, на рівні з корпускулярним характером володіє і властивостями хвилі. Виходячи з вчення про корпускулярно-хвильову природу частинок речовини, австрійський фізик Шредінгер і ряд інших вчених розробили теорію руху мікрочастинок – хвильову механіку, яка привела до створення квантово-механічної моделі атома

Хвильова механіка Шредінгера і матрична механіка, створена в той час німецьким фізиком Гейзенбергом (Хайзенбергом), що з’явилися двома рівноцінними формами уявлення квантової механіки. Однак жодна зі створених моделей повністю не відтворює реальну дійсність, хоча і є корисною для розв’язання певних наукових завдань. Модель атома Бора більше десяти років служила інструментом для пояснення хімічного зв’язку. Тим не менш уявлення про те, що електрони рухаються по визначених орбітах навколо ядра, недостатньо точно відповідає реальному їх поведінки в атомі. Таке уявлення про спосіб існування електронів в атомі слід визнати спрощеним, запозиченим з теорії механіки руху твердих макротіл, тому воно непридатне для пояснення виникнення хімічного зв’язку між атомами. Сучасна квантово-механічна, орбітальна модель атома не тільки абстрактно-математично описує рух електронів в атомі, але і забезпечує досить наочне уявлення про будову електронної оболонки атома.

Розвиток уявлень про будову мікросвіту постійно змінюється та вдосконалюється. У сучасному світі існує багато теорій які описують мікросвіт елементарних частинок, але жодна з теорій не є досконалою і кінцевою…


Comments are closed.