Eachdraidh Lorg an Niùclas Atamach
B’ e lorg an niùclas atamach aon de na clachan-mìle as motha ann an eachdraidh saidheansail, le buaidh mhòr air ar tuigse air structar stuth. Tha eachdraidh a’ chuspair a’ toirt a-steach iomadh deuchainn chudromach agus linntean de smuaintean saidheansail. Seo sùil dhomhainn air mar a chaidh bun-bheachd an niùclas atamach a lorg agus a leasachadh.
An 19mh Linn: Tùsan agus Barailean Tràth
Aig deireadh an 19mh linn, b’ e Modail Pluma Pudding a mhol J.J. Thomson ann an 1904 a bu mhotha a bha a’ faicinn an ataim. Anns a’ mhodail seo, chaidh an ataim a riochdachadh mar “phudadh” le luchd dearbhach agus “reasins” de electronan sgapte air feadh. Lorg Thomson an electron ann an 1897, a’ chiad mhìrean fo-atamach a chaidh aithneachadh. Ach, ged a bha an lorg aige rèabhlaideach, bha feum aig na electronan air eagrachadh taobh a-staigh structar atamach nas mionaidiche.
Deuchainn Geiger-Marsden (1909—1911): Puing-tionndaidh Mhòr
B’ e deuchainn chudromach a thug atharrachadh mòr air tuigse air structar atamach an deuchainn ris an canar Deuchainn Geiger-Marsden no Deuchainn Crìonadh Òir, air a stiùireadh le Hans Geiger agus Ernest Marsden fo stiùireadh Ernest Rutherford.
Anns an deuchainn seo, chaidh gath de ghràineanan alfa (gràinean le cosgais dheimhinneach air an leigeil ma sgaoil le eileamaidean rèidio-beò leithid radium) a losgadh air duilleag tana de foil òir. A rèir Modail Plum Pudding, bu chòir dha na gràinean a bhith air a dhol a-steach don foil le glè bheag de chlaonadh air sgàth sgaoileadh cothromach a’ chosgais. Ach, sheall na toraidhean rudeigin gu math eadar-dhealaichte: ged a chaidh a’ mhòr-chuid de na gràinean alfa a-steach don foil mar a bha dùil, preab àireamh bheag de ghràinean dheth aig ceàrnan glè mhòr, cuid eadhon a’ preabadh air ais a dh’ionnsaigh an stòr.
Modail Atamach Rutherford (1911): A’ Chiad Niùclas Atamach
Cho-dhùin Rutherford nach b’ urrainn don Mhodail Plum Pudding an iongantas seo a mhìneachadh. Mar sin, mhol e modail atamach ùr ris an canar Modail Rutherford no Modail Siostam na Grèine Rutherford ann an 1911. Anns a’ mhodail seo, tha an dadam air a dhèanamh suas de niùclas beag, glè thiugh, le cosgais dheimhinneach aig a mheadhan, agus bidh dealanan a’ gluasad timcheall air an niùclas seo, coltach ri planaidean a’ cuairteachadh na grèine.
Sheall Rutherford gum feumadh an niùclas a bhith glè bheag an coimeas ri meud iomlan an ataim. Ged a bha am modail seo gu math soirbheachail ann a bhith a’ mìneachadh thoraidhean dheuchainnean lobhadh òir, bha laigsean ann cuideachd, gu sònraichte a thaobh seasmhachd dealanan a bha a’ cuairteachadh an niùclas, a bha air an gabhail ris a bhith buailteach tuiteam a-steach don niùclas air sgàth an rèididheachd electromagnetic a chaidh a leigeil a-mach.
Leasachadh a bharrachd: Modail Atamach Bohr (1913)
Dà bhliadhna an dèidh do Rutherford a mhodail niùclasach a thoirt a-steach, leudaich Niels Bohr, fiosaigiche teòiridheach às an Danmhairg, modail atamach Rutherford le bhith a’ toirt a-steach meacanaig cuantamach. Mhol Bohr gum bi dealanan a’ gluasad ann an orbitan stèidhichte, fa leth timcheall air an niùclas, agus nach urrainn lùths nan dealanan atharrachadh ach tro leuman cuantamach eadar na orbitan sin. Bha modail Bohr deatamach ann a bhith a’ mìneachadh speactram loidhne haidridean, rud nach b’ urrainn do mhodail Rutherford a mhìneachadh.
Beairteachadh Bun-bheachdan: Lorg Pròtainean agus Niùtronan
Ged a bha Rutherford air moladh gu robh niùclas ann am meadhan an ataim, cha robh dealbh iomlan de cho-dhèanamh an niùclas air a shoilleireachadh gu tur fhathast. Ann an 1918, dhearbh Rutherford gu deuchainneach gu robh protonan ann - mìrean le cosgais dheimhinneach anns an niùclas atamach - tro na deuchainnean aige le naitridean.
Ach, chan urrainn don niùclas atamach a bhith air a dhèanamh suas de phròtainean a-mhàin leis gu bheil mais an niùclas nas motha na suim mais nam pròtainean na bhroinn. Lean seo gu beachd-bharail gun robh mìrean eile anns an niùclas. Ann an 1932, lorg Seumas Chadwick an neodron, mìrean neodrach le cha mhòr an aon mhais ris a’ phròton, a chuidich le bhith a’ mìneachadh mais a bharrachd an niùclas atamach.
Lorg a bharrachd air Isotopes agus Structar Niùclasach
Le lorg phròtainean agus neodronan, nochd bun-bheachd nan isotopan. Is e caochlaidhean de eileamaid cheimigeach a th’ ann an isotopan aig a bheil an aon àireamh de phròtainean ach diofar àireamhan de neodronan nan niùclas atamach. Tha seo a’ mìneachadh carson a dh’ fhaodadh diofar mhaisean atamach a bhith aig an aon eileamaid cheimigeach.
Nochd tuilleadh sgrùdaidh air structar an niùclasach cuideachd gu bheil an fheachd làidir niùclasach ann, feachd a chumas protonan agus niùtronan còmhla anns an niùclas a dh’ aindeoin an ath-bhualadh electromagnetic eadar protonan.
Buaidh Lorg an Niùclas Atamach
Chan e a-mhàin gun do mhìnich lorg an niùclas atamach structar an atamach ach dh’fhosgail e an t-slighe cuideachd airson leasachadh fiosaig agus ceimigeachd niùclasach an latha an-diugh. Le bhith a’ tuigsinn an niùclas, chaidh teicneòlasan mar an reactar niùclasach agus am boma atamach a chruthachadh. Tha dòighean ìomhaighean meidigeach mar Positron Emission Tomography (PET) agus Magnetic Resonance Imaging (MRI) cuideachd stèidhichte air eòlas air giùlan ataman agus mìrean fo-atamach.
Tha rannsachadh air an niùclas atamach air cur gu mòr ri meacanaig cuantamach agus modail àbhaisteach nan gràineanan anns a bheil cuarcan, gluons, agus eadar-obrachaidhean niùclasach. Tha an coileanadh seo a’ sealltainn cho cudromach sa tha lorg an niùclas atamach ann an leasachadh saidheans.
Co-dhùnadh
Tha lorg an niùclas atamach agus na bun-bheachdan mun cuairt air air aghaidh fiosaigs agus ceimigeachd atharrachadh, a’ toirt tuigse bhunasach dhuinn air a’ chùis a tha a’ dèanamh suas an cruinne-cè. Bho Mhodail Plum Pudding J.J. Thomson gu deuchainn Geiger-Marsden agus lorg Rutherford air an niùclas, agus leasachaidhean a bharrachd le luchd-saidheans mar Bohr agus Chadwick, tha an turas lorg a’ sealltainn adhartas saidheans tro cho-obrachadh, deuchainneachd, agus dealas gun stad a thaobh tuigse fhaighinn air an t-saoghal mun cuairt oirnn. Chan e a-mhàin gu bheil na lorgan sin air saidheans a neartachadh ach tha iad cuideachd air teicneòlas agus beatha dhaoine atharrachadh gu mòr.
