ダルトンの原子から量子力学への原子理論の発展

原子理論

原子理論は、紀元前数世紀のギリシャの哲学者、たとえばロイシッポスやデモクリトゥスの好奇心に端を発し、すべての物質は再び分割できない粒子で構成されていると主張しました。

Democritusによって伝えられた考えは、材料がより小さな部分に分割された場合、それは再び分割され続け、それは再び分割できないか、原子と呼ばれる破壊できない非常に小さな部分に到達すると述べています(ギリシャ語でアトモスという言葉から分割)。

したがって、原子理論に関する哲学的な考えは、18世紀初頭まで受け入れられませんでした。最後に、ジョンダルトンが、基本的な化学法則、質量保存の法則、一定の比率の法則、および比率の倍数の法則に基づいて原子理論の説明をしました。

ダルトンの原子理論

原子理論の開発は、1803年から1808年にジョンダルトンによって最初に開始されました。ジョンデイトンは次のように述べています。

  1. 各要素は、原子と呼ばれる小さな粒子で構成されています
  2. 同じ要素のすべての原子は同一ですが、他の要素の原子は他の要素とは異なります
  3. 原子は不可分であり、化学反応によって作成または破壊することはできません。
  4. 化合物は、特定の原子比を持つ異なる元素の原子の組み合わせから形成されます

ダルトンの原子モデルは、以下に示すように、ソリッドボールまたはビリヤードボールモデルとして記述されます。

JJトムソンの原子理論

JJトムソンの原子理論は、1897年に陰極線を実験していたときに生まれました。彼の実験では、陰極線は磁場または電場によって偏向させることができます。帯電した陰極線は、陰極線が負に帯電するように、正に帯電した極に向かって偏向することができます。

さて、この負に帯電した粒子は電子の発見を指し、JJトムソンは原子が負に帯電した電子で構成されていると主張しました。

JJトムソンの原子のモデルは、レーズンパンのように電子が散らばっている球として描かれています。これらのレーズンは電子ですが、パンは正に帯電したボールです。

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ラザフォードの原子理論

1911年、アーネスト・ラザフォードは、正に帯電したα粒子を薄い金のプレートに発射することによって実験を行いました。

これらの実験から、彼はほとんどの粒子が金板を貫通し、次にそれらのいくつかがたわみと反射を経験したことを発見しました。

原子のラザフォードモデルは、原子核と呼ばれる固体の正に帯電した核と原子核を取り巻く負に帯電した電子の形でほとんど空の空間である原子で構成されていると結論付けることができます。

ボーアの原子理論

1913年に、Niels Bohrは、炎または高電圧にさらされたときに要素から光を散乱させる現象を説明するための原子モデルのアイデアを提案しました。

ボーア原子モデルは、具体的には水素原子の線スペクトルの現象を説明するための水素原子のモデルです。ボーアは、負に帯電した電子は、太陽の周りの惑星の軌道と同じように、異なる距離で正に帯電した核の周りを移動すると述べました。

BohrAtomモデルページすべて-Kompas.com

さて、原子のボーアモデルは太陽系モデルとしても知られています。このモデルでは、各電子軌道経路は異なるエネルギーレベルにあり、核から軌道経路が遠いほどエネルギーレベルが高くなります。これらの電子の軌道経路は、電子シェルと呼ばれます。電子が外側の軌道からより深い軌道に落ちるとき、放射される光は2つの軌道軌道のエネルギーレベルに依存します。

量子力学理論

量子力学の理論は、19世紀の終わりにかけての「紫外線の大惨事」から始まりました。高周波では、黒い体の放射は計り知れない、さらには無限の価値があります。マックス・プランクは、この紫外線の大惨事の問題を解決するために、黒い体の放射についての簡単な公式を見つけることができました。

この発見は単純ですが、20世紀初頭の量子物理学の誕生の根底にあります。

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同時に、アルバートアインシュタインは1905年に光電効果のアイデアを含む論文をプランクに送りました。アインシュタインのアイデアはプランクの単純な式を証明し、光が粒子として振る舞うことを証明しました。その後、アーサー・コンプトンという名前の米国からの物理学者が、光が粒子と波の2つの振る舞いをすることを証明することに参加しました。

時が経つにつれて、ルイ・ド・ブログリーは波の線形運動量を定式化することに成功しました。これが、波を粒子としても動作させるものです。

1924年、ヴォルフガング・パウリは禁止令を出しました。2つ以上の電子が同じ4つの量子数(原子内の電子のアドレス)を持つことを許可しない禁止。

数ヶ月後、冬にアーウィンシュレディンガーは、波の驚くべきアイデア、つまり波の方程式を見つけることができました。しかし、シュレディンガーの波のアイデアは、疑われ始めた古典的なアイデアを復活させるようです。

その時、シュレディンガーは彼が発見した波の方程式の大まかな考えを見つけただけでした。彼でさえ彼が見つけたものを知りませんでした。

シュレディンガー方程式の謎は、マックス・ボーンが波の確率に関する彼の考えを発表したときにようやく解決されました。ボーンは、シュレディンガーの波の法則は不確実または確率的であると説明しました。

原子理論

シュレディンガーは自分の考えが何気なく取り入れられていると感じて、「シュレディンガーの猫」と呼んだ実験的な類推を行いました。

当時の意見の違いのために物理学者の間で意見の相違がありましたが、彼らは最終的に、QuantumMechanicsまたはQuantumPhysicsと呼ばれる科学で疑われ始めていた古典的なアイデアを置き換える新しいアイデアを議論するためにErnestSolvayによって開始されたSolvay会議で団結しました。

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