Атом теориясынын өнүгүү тарыхы
Байыркы доорлордон бери адамдар ааламды түзгөн материянын фундаменталдык табиятын түшүнүүгө аракет кылып келишкен. Бул издөөдө пайда болгон эң фундаменталдык түшүнүк "атом" идеясы болгон. "Атом" сөзү грекче "atomos" сөзүнөн келип чыккан, ал "кесилбейт" дегенди билдирет. Атом теориясынын узак сапары тарыхтагы көптөгөн улуу ойчулдарды жана окумуштууларды камтыган кызыктуу окуя.
1. Баштапкы ойлор
Атомдор жөнүндөгү алгачкы ойлор биздин заманга чейинки 5-кылымга, байыркы Грецияга барып такалат, ал жерде Левкипп жана анын окуучусу Демокрит сыяктуу философтор бардык материя кичинекей, бири-бири менен тыгыз байланышкан бөлүкчөлөрдөн турат деген идеяны иштеп чыгышкан, аларды "атомдор" деп аташкан. Демокрит бул атомдор бөлүнгүс вакуумда жашайт, эркин кыймылдайт жана формасы жана өлчөмү боюнча ар кандай болот деп ишенген. Бирок, бул идея таза спекулятивдик болгон, илимий эксперименттерде эч кандай негизи жок жана ошол кезде бир нече гана философтор тарабынан кабыл алынган.
2. Караңгы доорлор жана кайра ойгонуу
Байыркы гректердин убагынан кийин миңдеген жылдар бою атомдук идеялар токтоп калган, бул көбүнчө Аристотель сыяктуу башка белгилүү философтордун материянын башкача теориясын сунушташынын айынан болгон. Аристотель баары төрт негизги элементтен турат деп эсептеген: жер, суу, аба жана от. Анын идеялары ушунчалык таасирдүү болгондуктан, Демокриттин атомдук теориясы кылымдар бою көпчүлүк тарабынан этибарга алынбай келген.
17- жана 18-кылымдарда гана, Агартуу доору деп аталган мезгилде, окумуштуулар заттын фундаменталдык табиятын кайрадан изилдей башташкан. Жакшыраак лабораториялык шаймандардын жана так эксперименттердин ойлоп табылышы заттын кичинекей, дискреттик бөлүкчөлөрдөн турушу мүмкүн деген ойду колдогон далилдерди бере баштаган.
3. 19-кылымдын башы: Жон Далтон
19-кылымдын башында англиялык химик Джон Далтондун жардамы менен атомдук теорияда олуттуу төңкөрүш болгон. Далтон химиялык эксперименттеринин жыйынтыктарына жана химиянын белгилүү фундаменталдык мыйзамдарына таянып, атомдук теорияны иштеп чыккан. 1808-жылы ал бир нече маанилүү постулаттарды сунуштаган "Далтондун атомдук теориясын" жарыялаган:
1. Бардык материя бөлүнбөй турган атомдордон турат.
2. Элементтин атомдору өлчөмү, массасы жана башка касиеттери боюнча бирдей.
3. Ар кандай элементтердин атомдору ар кандай касиетке ээ.
4. Химиялык реакция – бул атомдордун жаңы кошулмаларды пайда кылуу үчүн кайра түзүлүшү.
Далтон ошондой эле салыштырмалуу атомдук масса түшүнүгүн киргизип, элементтин атомдору туруктуу массага ээ экенин айткан. Бул теория чоң кадам болгон, анткени ал атомдор идеясына математикалык жана эксперименталдык негиздүүлүк кошкон.
4. Электрондордун ачылышы: Ж.Ж. Томсон
19-кылымдын аягында британиялык физик Ж.Ж. Томсон атом теориясын өнүктүрүүдө кийинки кадамды жасаган. 1897-жылы катоддук нур түтүгүн колдонуп жүргүзүлгөн бир катар эксперименттер аркылуу Томсон атомдордон кичине субатомдук бөлүкчөлөрдү ачкан, алар кийинчерээк электрондор деп аталып калган.
Томсон атомдун түзүлүшүн сүрөттөө үчүн анын "Өрүк пудинги" моделин сунуштаган. Бул моделде атомдор оң заряддуу шарлар катары сүрөттөлгөн, алардын айланасына терс электрондор чачырап кеткен, пудингдеги мейиз сыяктуу. Бул модель толугу менен так болбосо да, электрондордун ачылышы атомдордун кичинекей, бөлүнбөс бөлүкчөлөр эмес экенин көрсөттү жана атомдук физика боюнча андан аркы изилдөөлөргө түрткү болду.
5. Резерфорддун атомдук модели
1909-жылы Ж.Ж. Томсондун окуучусу Эрнест Резерфорд атомдун түзүлүшүн изилдөө үчүн альфа бөлүкчөлөрүн колдонуп белгилүү эксперимент жүргүзгөн. Экспериментте Резерфорд альфа бөлүкчөлөрүн жука алтын фольгага күйгүзүп, алардын жолдорун байкаган.
Эксперименталдык жыйынтыктар көрсөткөндөй, көпчүлүк альфа бөлүкчөлөрү барактан кыйшайбай өткөн, бирок кээ бир бөлүкчөлөр кайра артка кайткан. Бул ачылыш "Өрүк пудинги" моделине каршы чыгып, Резерфордду атомдун борборунда кичинекей, тыгыз, оң заряддуу ядродон турган, электрондор бош мейкиндикте ядронун айланасында кыймылдаган жаңы моделди сунуштоого түрткөн. Бул модель атомдун ядролук модели катары белгилүү болуп, атомдун түзүлүшүн түшүнүүдө чоң ачылыш болгон.
1913-жылы даниялык физик Нильс Бор кванттык теорияга негизделген жаңы атомдук моделди сунуштаган. Бор электрондор ядронун айланасында дискреттик энергия деңгээлдеринде же кабыкчаларда айланып жүрөт жана электрондор энергиясын жоготпостон белгилүү бир орбиталарда гана кала алат деген идеяны киргизген. Электрондор бул энергия деңгээлдеринин ортосунда жылып жүргөндө, алар энергияны фотондор түрүндө сиңирип же бөлүп чыгарышат.
Бор модели суутек спектрин ийгиликтүү түшүндүрдү, бирок анын дагы эле чектөөлөрү бар болчу. Ошого карабастан, ал кванттык түшүнүктөрдү атомдук түзүлүш менен айкалыштыргандыктан, заманбап атом теориясынын өнүгүшүндөгү маанилүү кадам болду.
7. Кванттык механика жана заманбап атомдук модель
1920-жылдары кванттык механиканын андан аркы өнүгүшү субатомдук бөлүкчөлөрдүн жүрүм-турумун тереңирээк түшүнүүгө мүмкүндүк берген. Вернер Гейзенберг, Эрвин Шредингер жана Пол Дирак сыяктуу окумуштуулар атомдордогу электрондордун жүрүм-турумун сүрөттөө үчүн так математикалык формулаларды сунушташкан.
Кванттык механикалык модель же электрондук булут модели деп аталган заманбап атомдук модель Бордун туруктуу орбиталдар концепциясын жокко чыгарат. Анын ордуна, атомдун ичиндеги электрондор ядронун айланасындагы орбиталдар деп аталган белгилүү бир аймактарга ыктымалдуулуктарды дайындаган толкун функциялары менен сүрөттөлөт.
8. Нуклондордун жана башка бөлүкчөлөрдүн ачылышы
Бордун атомдук моделинен кийин, башка ачылыштар атомдун түзүлүшүн тереңирээк түшүнүүгө мүмкүндүк берди. 1932-жылы Жеймс Чедвик ядродо протондор менен бирге жайгашкан зарядсыз субатомдук бөлүкчө болгон нейтронду ачкан. Бул ачылыш атомдук массанын айырмачылыктарын протондор жана электрондор менен гана түшүндүрүүгө мүмкүн эместигин түшүндүрдү.
Бөлүкчөлөрдү ылдамдаткыч технологиясынын өнүгүшү бизди протондордун жана нейтрондордун негизги компоненттери болгон кварктар жана глюондор сыяктуу башка субатомдук бөлүкчөлөр менен да тааныштырды. Бул бөлүкчөлөр физикасында жаңы доорду ачып , Демокрит элестеткендей, атомдор биз элестеткенден алда канча татаал экенин түшүнүүгө жардам берди.
Корутунду
Байыркы грек философиялык божомолдорунан тартып эксперименталдык ачылыштарга жана заманбап кванттык теорияга чейинки атом теориясынын узак тарыхы адамзаттын ааламды түшүнүүгө болгон умтулуусунун динамикалык мүнөзүн көрсөтөт. Эң жөнөкөй, эң сынбас формалардан тартып, андан да кичинекей субатомдук бөлүкчөлөрү бар татаал түзүлүштөргө чейин, атом теориясы убакыттын өтүшү менен өнүгүп, дайыма кеңейип жаткан илимий алкак менен бирге өнүккөн. Атомдор жөнүндөгү түшүнүгүбүз химия менен физиканы гана эмес, заманбап дүйнөнү калыптандырган технологияларга жана инновацияларга да жол ачты.
