HISTORIE ATOMU. M g r. ROBERT P ECKO TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Transkript

1 HISTORIE ATOMU M g r. ROBERT P ECKO TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

2 Historie atomu (modely) Mgr. Robert Pecko

3 Období bez modelu pojetí hmoty spíše vychází z filozofických úvah než experimentů a pozorování hmota je složena z částí, které už nelze dělit co kultura, škola či časové období to jiný model mnohá řešení přinášejí objevy v chemii

4 starověká Indie 6. stol. př. n. l. starověká Indie první zmínky v indické filozofii (džinismus) různé školy formují komplikované teorie, jak atomy seskupit do složitějších částí

5 antické Řecko - atomismus 5. století př. n. l. - Leukippos a jeho žák Démokritos existuje bytí a nebytí bytí představuje hmotu skládající se z množství částí, které nelze dále dělit části existují v prázdnu, nezanikají a nepodléhají žádným vlivům tyto části byly označeny jako átomos (ἄτομος) nedělitelné, nesmírně malé indické i řecké představy vychází z filozofické roviny, je používán termín vytvořený Démokritem

6 Leukippos z Milétu př. n. l. zakladatel atomismu Démokritův učitel

7 Démokritos př. n. l. považoval atomy za neviditelné, nedělitelné, nezničitelné a neměnné, ze kterých se skládá vše, i bohové atomy se pohybují a střetávají

8 Daltonova teorie John Dalton ( ) prvky se skládají z malých částeček nazývané atomy každý prvek je jedinečný svým typem atomu atomy nelze měnit ani ničit, lze je jen skládat sloučeniny

9 John Dalton zabýval se meteorologií zkoumal vlastnosti kapalin a plynů 1794 vysvětlil barvoslepost 1801 atomová teorie

10 Thomsonův model atomu J. J. Thomson v roce 1897 vyvrátil Daltonovu teorii při studiu katodového záření objevil elektron je vytvořen tzv. pudinkový model atomu

11 Sir Joseph John Thomson objev elektronu 1906 Nobelova cena za fyziku

12 Thomsonův model atomu atom si představujeme jako kladně nabitou kouli uvnitř se nacházejí záporně nabité elektrony celkový elektrický náboj je nulový někdy je přirovnáván k pudinku (pudinkový model) kladně nabitá hmota pudink elektrony - hrozinky

13 Rutherfordův model E. Rutherford ( ) velká část hmoty, která je nabita kladně, je umístěna uprostřed atomu vzniká Planetární model atomu kolem kladně nabitého jádra obíhají záporně nabité elektrony jádro obsahuje jedinou částici, která je přítomna i v jiných atomech objev protonu

14 Lord Ernest Rutherford považován za zakladatele jaderné fyziky rozdělil záření na α, β, γ 1908 Nobelova cena za chemii 1919 první transmutace N + He O + p předpověděl existenci neutronů

15 Vznik kvantové teorie řeší nedostatky Rutherfordova modelu pokud by elektron obíhal po kruhové nebo eliptické dráze, musel by vysílat elektromagnetické záření, což by mělo za následek ztrátu energie a eletron by se zřítil do jádra atomu

16 Vznik kvantové teorie N. Bohr ( ) vychází z planetárního modelu a pokouší se odstranit jeho nedostatky využívá poznatků kvantové teorie řeší stabilitu drah elektronů elektrony se mohou pohybovat jen po určitých drahách pokud elektron setrvává na své dráze, energii neztrácí přechodem elektronu mezi drahami dochází k vyzáření energie (fotonu)

17 Niels Henrick David Bohr první kvantový model atomu 1922 Nobelova cena za fyziku 1927 podílí se na vzniku kvantové mechaniky 1939 podílí se na objevu procesu štěpení uranu v praxi

18 Vznik kvantové teorie n=3 n=2 n=1 E =h

19 Sommerfeldův model elektrony se pohybují nejen po kruhových, ale také po eliptických drahách elektron se pohybuje po elipse, která se otáčí elektron se při svém pohybu také otáčí neumí vysvětlit všechny vlastnosti atomu, ale poskytuje představu o jeho stavbě

20 Vznik kvantové teorie Bohrův model atomu byl použitelný jen na atom vodíku, spektra složitějších atomů jsou jím neřešitelná vznik kvantového modelu atomu stav částice není popsán její polohou a hybností, ale vlnovou funkcí, která udává stav částice v jakémkoli čase

21 Klasická x kvantová mechanika stavu částice odpovídá učitá hodnota pravděpodobnosti částice může být najednou ve více stavech některé veličiny mohou nabývat jen určitých stavů (kvanta), např. energie měření na částici vede ke změně stavu objektu částice mohou prostupovat zakázanými oblastmi (přes překážku, na kterou nemají energii) tunelový jev

22 Klasická x kvantová mechanika objekt se může chovat jako vlna i jako částice částicový dualismus (fotoelektrický jev) některé veličiny nejsou současně měřitelné (nejznámější je poloha a hybnost) dvě stejné částice nelze rozlišit (označit) princip nerozlišitelnosti určením stavu jedné částice je ovlivněn stav druhé částice kvantová provázanost

23 Model v měřítku Kdyby jádro atomu bylo velké jako zrnko máku a položili jste ho doprostřed fotbalového hřiště, elektrony by ho sledovaly z tribun.

24 Objevy elementárních částic 1897 objev elektronu (J. J. Thomson) 1918 objev protonu (E. Rutherford) 1932 objev neutronu (J. Chadwick)

25 James Chadwick objen neutronu 1935 Nobelova cena za fyziku účastnil se projektu Manhattan (1. atomová bomba) 1945 pasován na rytíře

26 Zdroje časopis pro studenty 3pól - Září