Ideen om, at alle stoffer i verden er sammensat af atomer, blev født i det 5. århundrede f. Kr., da den antikke græske tænker Democritus antydede, at alt, hvad der findes, består af de mindste bevægelige partikler. Så var der ingen tekniske midler til at teste sandheden i denne hypotese. Man kunne kun antage, at det sandsynligvis ikke er blottet for mening. I mange århundreder efter Democritus blev atomerne periodisk tilbagekaldt, men denne hypotese var ikke populær i de fjerne tider. I det 19. århundrede dukkede atomhypotesen op igen i den videnskabelige horisont.
Model, der beskriver verdensbillede
Forskere ledte efter en model, der tilfredsstillende kunne beskrive billedet af den virkelige verden. Atomet viste sig at være en meget passende model. Selvom atomer ikke kan ses, kunne forskere forklare, hvad de observerede i deres eksperimenter og i naturen ved at indrømme deres tilstedeværelse.
Videnskabsmænd var overbeviste om eksistensen af atomer længe før de kunne bevise det. Modellen virkede, selvom ingen kunne bevise, at den var sand. I det tidlige 19. århundrede opdagede den engelske videnskabsmand John Dalton for eksempel ved at studere lovgivningen om kemiske reaktioner, at to stoffer kemisk reagerer altid i den samme konstante andel. For eksempel kombinerer man en del af ilt og to dele brint giver vand.
Dette gjorde det muligt at antage, at atomerne i et stof, der var lige i masse med hinanden, blev kombineret med atomerne i et andet stof (det vil sige med atomer med en anden masse). I tilfælde af vanddannelse kombineres et iltatom med to hydrogenatomer. Atommodellen hjalp med til at forstå, hvad Dalton nøjagtigt observerede i hans eksperimenter. Der er endnu et enkelt bevis for eksistensen af atomer.
Hvis du ser gennem mikroskopet på pollenpartiklerne suspenderet i vand, kan du se, at de foretager kaotiske bevægelser. Hvorfor? Forskere har antydet, at dette kan skyldes, at pollenpartikler kolliderer med adskillige atomer eller grupper af atomer, som forskere har kaldt molekyler (for eksempel i vand, partikler kolliderer med vandmolekyler).
Salgsfremmende video:
Hvad er et atom lavet af?
Forskere, der var enige i atomteorien, mente, at atomet består af små elektrisk ladede partikler - positive og negative, som, når de kombineres i et atom, som i en kugle, som et resultat neutraliserer hinanden og gør atomet som en helhed elektrisk neutral. Men i 1907 beviste den engelske fysiker Ernest Rutherford med sine eksperimenter, at dette ikke er helt sandt.
Rutherford bombarderede guldfolie med en højhastighedsstråle af positivt ladede partikler. Han troede, at partiklerne ville gå gennem folien. Nogle af de positivt ladede partikler fløj gennem folien. Og nogle kunne ikke gøre det. Derudover rykkede de ind i eksperimentatoren, som om de blev frastødet af en eller anden styrke skjult i folien. Rutherford var overrasket. Han sagde, at det var som at begynde at brænde en gryde på fiberpapir og pludselig se denne gryde flyve fra pottemagerens pande.
Atomkernen
Rutherfords eksperimenter hjalp med at bekræfte atomhypotesen og til at forstå, hvordan atomet fungerer. Det blev klart, at positive og negative partikler ikke ligger jævnt i atomet. Hvis dette var tilfældet, ville de positivt ladede partikler i Rutherfords eksperiment ikke udvises med en sådan kraft. Dette betyder, at kernen i et atom ikke er neutral. I midten af atomet er der en tæt flok af partikler, det vil sige i midten, der kaldes atomens kerne, der er positivt ladede protoner og neutrale neutroner.
I en betydelig afstand fra kernen drejer negativt ladede partikler - elektroner - sig i kredsløb omkring den. Da den positive ladning er lig i størrelse med den negative, er atomet som helhed elektrisk neutralt. Det bærer ingen afgift.
Men selve kernen er koncentrationen af en positiv ladning. Mange af de positive partikler i Rutherfords eksperiment fløj for tæt på den positivt ladede kerne i guldatomet. Da de positive ladninger gensidigt afvises, fløj disse partikler tilbage mod eksperimentøren. Dette gav ham en idé om, hvordan atomer faktisk fungerer.
quarks
Protoner og neutroner er partikler, som selv er små, består af endnu mindre partikler kaldet kvarker. Forskere mener i dag, at protoner og neutroner består af endnu mindre partikler kaldet kvarker.
Kvarker er en ny model til bedre at forklare atoms adfærd i den virkelige verden. Og ligesom forskere plejede at søge eksperimentelle bevis for eksistensen af atomer, leder de nu efter en reel bekræftelse af eksistensen af kvarker.