02.Anyagszerkezet

Fizika egyszerűen

Minden anyag tovább nem bontható, legkisebb építőeleme az atom.

Demokritos ókori görög filozófus korát meghaladó atomisztikus meglátását John Dalton, angol tanár, kémikus és meteorológus alapozta meg tudományosan 1803-ban.

Dalton atomját szilárd, feltörhetetlen billiárdgolyónak képzelhetjük el. Azt azonban, hogyan "ragadnak" egymáshoz egyazon anyag atomjai, miért is alkotna két különböző anyag atomja vegyületet, nem tudjuk megmagyarázni a billiárdgolyók elképzelésével. A magyarázatra még egy évszázadot várni kellett:

1895-ben Röntgen felfedezte a röntgensugárzást, 1897-ben Thomson az elektront. Ezek ismeretében Thomson felállította a "mazsolás puding" elméletét: az atomot úgy képzelte el, mint egy pozitív töltéssel rendelkező tömör golyót, amelyben az elektronok mindenütt lazán beágyazva helyezkednek el. Rutherford az alfa-részek (héliumionok) szóródását tanulmányozta vékony fémlemezeken, és ezekből a megfigyeléseiből alakult ki 1911-ben a Rutherford-féle atommodell: a központi rendkívül kicsiny pozitív töltésű atommag körül keringenek az elektronok, úgy, mint a nap körül a bolygók.

1885-ben Balmer izzó hidrogén színképének látható tartományba eső vonalait tanulmányozta. Egyszerű összefüggést talált, mely a mérésekkel az elképzelhető legjobb egyezésben adta meg a hullámhosszakat. Majd harminc évig senki sem tudta elméletileg levezetni ezt az összefüggést, ami végül is Niels Bohrnak sikerült a Bohr-féle atommodellel 1913-ban.

A vonalas színkép magyarázata arra a felismerésre vezetett, hogy az atomok belső energiái, azaz az atommag körül keringő elektronok energia szintjei csak meghatározott értékek lehetnek, közbülső energiák nem létezhetnek: a megengedett elektronpályák közötti átmenetek felelnek meg foton kisugárzásának vagy elnyelődésének.