เนื้อหาเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมและทฤษฎีจลน์
เป็นเวลาหลายพันปีแล้วที่ชาวกรีก โบราณ เชื่อว่าสารบริสุทธิ์ทุกชนิด (เช่น ทองคำบริสุทธิ์ เหล็กบริสุทธิ์ 😉 เป็นต้น) ล้วนประกอบด้วยอะตอม ตามความเชื่อของพวกเขา หากสารบริสุทธิ์ถูกตัดเป็นชิ้นเล็กๆ แล้วชิ้นเล็กๆ เหล่านั้นก็ถูกตัดต่อไปอีกเรื่อยๆ จนเหลือชิ้นที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถตัดต่อไปได้อีก ชิ้นที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถตัดต่อไปได้อีกนั้นเรียกว่าอะตอมอะตอมหมายถึง "ไม่สามารถแบ่งแยกได้" (ในภาษากรีก)
ในสมัย นั้น เชื่อกันว่าอะตอมนั้นแบ่งแยกไม่ได้ อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ รุ่นหลัง ได้ค้นพบอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของอะตอม (โปรตอนและนิวตรอน) จึงหักล้างความคิดที่ว่าอะตอมแบ่งแยกไม่ได้ อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอน (มีประจุลบ) และนิวเคลียส อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส ภายในนิวเคลียสมีโปรตอน (มีประจุบวก) และนิวตรอน (เป็นกลาง หมายความว่าไม่มีประจุ)
มีอีกทฤษฎีหนึ่งเรียกว่าทฤษฎีความต่อเนื่อง (ต่อเนื่อง = ดำเนินไป) ทฤษฎีนี้กล่าวว่าสสารบริสุทธิ์สามารถแบ่งย่อยได้ไม่สิ้นสุด ตามทฤษฎีนี้ ไม่มีสิ่งใดที่เรียกว่าชิ้นส่วนที่เล็กที่สุด ชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดสามารถแบ่งย่อยออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กกว่าได้อีกเรื่อย ๆอย่างไม่สิ้นสุด
จากสองทฤษฎีนี้ ทฤษฎีใดถูกต้อง? ทฤษฎีอะตอมหรือทฤษฎีต่อเนื่อง?
ในวิชาฟิสิกส์ ทฤษฎีใด ๆ จะได้รับการยอมรับทางวิทยาศาสตร์ก็ต่อเมื่อสามารถพิสูจน์ได้ด้วยการทดลองในศตวรรษที่ 18 , 19 และ 20 ทฤษฎีอะตอมได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้องผ่านการทดลองที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์
ก่อนอื่น โปรดทำความเข้าใจคำอธิบายต่อไปนี้ธาตุคือสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถแบ่งแยกทางเคมีออกเป็นสารอื่นได้ เช่น ทองคำ (Au), เหล็ก (Fe), ทองแดง (Cu), สังกะสี (Zn), โซเดียม (Na), แคลเซียม (Ca), คลอรีน (Cl), ไนโตรเจน (N), ออกซิเจน (O), ไฮโดรเจน (H) เป็นต้น นอกจากธาตุแล้ว ยังมีสารประกอบ สารประกอบประกอบด้วยธาตุ เนื่องจากประกอบด้วยธาตุ สารประกอบจึงยังสามารถแบ่งย่อยออกเป็นธาตุได้อีก ตัวอย่างของสารประกอบคือน้ำ
ส่วนที่เล็กที่สุดของธาตุคืออะตอม ในขณะที่ส่วนที่เล็กที่สุดของสารประกอบคือโมเลกุล โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมที่เชื่อมต่อกัน ทองคำบริสุทธิ์เป็นตัวอย่างของธาตุทองคำบริสุทธิ์ประกอบด้วยอะตอมของทองคำ (Au) เหล็กก็เป็นตัวอย่างของธาตุเช่นกัน เหล็กประกอบด้วยอะตอมของเหล็ก (Fe) ดังนั้นธาตุ จึง เป็นสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน
น้ำที่คุณเห็น จับต้อง และดื่มอยู่บ่อยๆ นั้นประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำ (สูตรเคมี H2O) โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจน (H) สองอะตอมและอะตอมออกซิเจน (O) หนึ่งอะตอม
ต่อไปนี้เป็นข้อพิสูจน์บางประการของทฤษฎีอะตอม:
ประการแรก กฎสัดส่วนคงที่
กฎสัดส่วนคงที่กล่าวว่า เมื่อธาตุต่างๆ รวมตัวกันเพื่อสร้างสารประกอบ สารประกอบที่ได้จะมีอัตราส่วนมวลเท่ากัน ตัวอย่างเช่น เกลือ... เกลือที่เราเห็นเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยโมเลกุลของเกลือ (สูตรเคมี NaCl) โดยธรรมชาติแล้ว โมเลกุลของเกลือจะเกิดจากโซเดียม (Na) 23 ส่วน และคลอรีน (Cl) 35 ส่วนเสมอ
ทฤษฎีมวลสารไม่สามารถอธิบายได้แต่ทฤษฎีอะตอมสามารถอธิบายได้ ตามทฤษฎีอะตอม อะตอมเป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของธาตุดังนั้นอะตอม จึง มีมวลการเปรียบเทียบมวลของธาตุที่รวมตัวกันเป็นสารประกอบนั้นเกี่ยวข้องกับมวลสัมพัทธ์ของอะตอมที่รวมตัวกันเป็นธาตุนั้นอย่างแน่นอน นักวิทยาศาสตร์จะกำหนดมวลสัมพัทธ์ของอะตอมโดยพิจารณาจากปริมาณของแต่ละธาตุที่รวมตัวกันเป็นสารประกอบนั้น ที่เรียกว่ามวลสัมพัทธ์ก็เพราะมวลสัมพัทธ์ของอะตอมของธาตุหนึ่งจะถูกนำไปเปรียบเทียบกับมวลสัมพัทธ์ของอะตอมของธาตุอื่น
ไฮโดรเจนเป็นอะตอมที่เบาที่สุด ดังนั้นจึงใช้เป็นเกณฑ์มาตรฐาน มวลสัมพัทธ์ของอะตอมไฮโดรเจน (H) มีค่าเท่ากับ 1 โดยใช้มวลสัมพัทธ์ของอะตอมไฮโดรเจนเป็นเกณฑ์มาตรฐาน มวลสัมพัทธ์ของอะตอมคาร์บอน (C) จึงมีค่าเท่ากับ 12 มวลสัมพัทธ์ของอะตอมออกซิเจน (O) มีค่าเท่ากับ 16 และอื่นๆ(ดูได้จากตารางธาตุ) มวลสัมพัทธ์ของอะตอมคาร์บอน = 12 หมายความว่า มวลของอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอมมากกว่ามวลของอะตอมไฮโดรเจน (H) หนึ่งอะตอม 12 เท่า มวลสัมพัทธ์ของอะตอมออกซิเจน = 16 หมายความว่า มวลของอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมมากกว่ามวลของอะตอมไฮโดรเจน (H) หนึ่งอะตอม 16 เท่า
ในระบบหน่วยสากล (SI) เรามีมาตรฐานมวลคืออะตอมแพลทินัม-อิริเดียม ซึ่งเก็บรักษาไว้ที่สำนักมาตรวิทยาและมาตรวัดระหว่างประเทศ (ฝรั่งเศส) ตามข้อตกลงระหว่างประเทศ มวลของอะตอมแพลทินัม-อิริเดียมนี้คือ 1 กิโลกรัม นี่คือกิโลกรัมมาตรฐานในระดับอะตอม เรายังมีมาตรฐานมวลที่สองคืออะตอมคาร์บอน-12C ตามข้อตกลงระหว่างประเทศ มวลของอะตอมคาร์บอน-12C หนึ่งอะตอมคือ 12,000 หน่วยมวลอะตอมรวม (u)
1 u = 1,66 x 10 ‐27กก.
มวลของอะตอมคาร์บอน (C) 1 อะตอม= 12,0000 u, มวลของอะตอมไฮโดรเจน (H) 1 อะตอม = 1,0078 u, มวลของอะตอมออกซิเจน (O) 1 อะตอม = 15,9994 u, มวลของอะตอมโซเดียม 1 อะตอม = 22,9897 u และอื่นๆรายละเอียดเกี่ยวกับมวลอะตอมสามารถดูได้จากตารางธาตุ
นอกจากมวลอะตอมแล้ว ยังมีสิ่งที่เรียกว่ามวลโมเลกุลด้วย มวลโมเลกุลคือมวลรวมของอะตอมที่ประกอบกันเป็นโมเลกุลตัวอย่างเช่นมวลโมเลกุลของเกลือ (NaCl) = มวลของอะตอมโซเดียม (Na) หนึ่งอะตอม + มวลของอะตอมคลอรีน (Cl) หนึ่งอะตอม มวลโมเลกุลของน้ำ (H2O ) = มวลของอะตอมไฮโดรเจน (H) สองอะตอม + มวลของอะตอมออกซิเจน (O) หนึ่งอะตอม
ประการที่สอง การเคลื่อนที่แบบบราวน์
กาลครั้งหนึ่งนานมาแล้ว มีนักชีววิทยาชาวอังกฤษคนหนึ่งชื่อ โรเบิร์ต บราวน์ Ia กำลังตรวจสอบละอองเกสรที่วางไว้ในน้ำ (1827) พบว่าน้ำและละอองเกสร menggunakan กล้องจุลทรรศน์. 
โรเบิร์ตบราวน์ รู้สึกแปลกๆ หลังจากเห็นละอองเกสรเคลื่อนไหวเอง แปลกเพราะมีน้ำเข้ามาเกี่ยวข้อง Sedang เงียบ, เมงกาปา ละอองเกสรเคลื่อนที่ ทิศทางการเคลื่อนที่ของละอองเกสรนั้นไม่แน่นอนแต่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง Ia สงสัยว่าการเคลื่อนไหวเป็นรูปแบบหนึ่งของชีวิต ดิมานะ ละอองเกสรที่มีชีวิตจึงสามารถ เคลื่อนไหว. แต่สมมติฐานของเขานั้นผิด เพราะอนุภาคอนินทรีย์ขนาดเล็ก เช่น ละอองเกสร ก็เคลื่อนที่ได้เช่นกันเมื่อถูกใส่เข้าไป ke ในน้ำ การเคลื่อนที่แบบนี้เรียกว่าการเคลื่อนที่ของน้ำ Bแถว
การค้นพบนี้ไม่สามารถอธิบายได้จนกระทั่งมีการพัฒนาทฤษฎีจลน์ขึ้นมา
ทฤษฎีจลน์
จลนศาสตร์ หมายถึง การเคลื่อนที่ ( มาจากภาษากรีก) ทฤษฎีจลนศาสตร์กล่าวว่า สสารทุกชนิดประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุล และอะตอมหรือโมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องในลักษณะสุ่ม
เมื่ออะตอมหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ Memปัญญาi ความเร็ว อะตอมหรือโมเลกุลก็เช่นกัน Memปัญญาi มวล เพราะว่า Memปัญญาi ถ้าอะตอมหรือโมเลกุลมีมวล (m) และความเร็ว (v) อะตอมหรือโมเลกุลนั้นก็จะมีพลังงานจลน์ (EK) และโมเมนตัม (p) พลังงานจลน์: EK = 1⁄2 mv²2ในขณะที่โมเมนตัม: p = m v. นอกจากโมเมนตัมแล้ว ยังมีแรงอีกด้วย ขณะเคลื่อนที่ ย่อมมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการชนกัน ดังนั้น แรงจึงเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมระหว่างการชนกัน
เราอาจกล่าวได้ว่าทฤษฎีจลน์นั้นตั้งอยู่บนพื้นฐานของพลังงานจลน์ โมเมนตัม และแรง ทั้งสามสิ่งนี้ได้รับการศึกษาในวิชาพลศาสตร์ของการเคลื่อนที่ (กฎของนิวตัน แรงดล และโมเมนตัม) ความแตกต่างคือในทฤษฎีจลน์ เราประยุกต์ใช้พลศาสตร์ในระดับอะตอมหรือโมเลกุล ทฤษฎีจลน์ได้รับการพัฒนาโดยบอยล์ (1627–1691) แดเนียล เบอร์นูลลี (1700–1782) จูล (1818–1889) โครนิก (1822–1879) รูดอล์ฟ คลอเซียส (1822–1888) และคลาร์ก แม็กซ์เวลล์ (1831–1879)
ทฤษฎีจลน์นี้สามารถอธิบายการค้นพบของบราวน์ได้ตามทฤษฎีจลน์ ละอองเกสรเคลื่อนที่เพราะถูกผลักดันโดยโมเลกุลน้ำที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว เนื่องจากมีโมเลกุลน้ำจำนวนมาก ละอองเกสรจึงถูกผลักจากหลายทิศทาง
ทฤษฎีอะตอมได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์มากขึ้นเรื่อยๆ โดยอาศัยกฎสัดส่วนคงที่และการค้นพบการเคลื่อนที่แบบบราวน์อะตอมเป็นชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของสารใดๆ ดังนั้น อะตอมจึงมีขนาดอะตอมมีขนาดใหญ่แค่ไหน?
ในปี ค.ศ. 1905 ไอน์สไตน์ได้ทำการศึกษาขนาดของอะตอมในเชิงทฤษฎี โดยอาศัยทฤษฎีอะตอม ทฤษฎีจลน์ และข้อมูลที่ได้จากการทดลองเขาพบว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมมีขนาดประมาณ 10⁻¹⁰ เมตรดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมจึงได้มาจากการคำนวณขนาดของอะตอมถูกค้นพบแล้วดังนั้นทฤษฎีอะตอมและทฤษฎีจลน์จึงได้รับการยอมรับ
