געשיכטע פון דער אַנטוויקלונג פון אַטאָם טעאָריע
די זוכעניש צו פֿאַרשטיין די יסודותדיקע נאַטור פֿון מאַטעריע איז געווען אַ פֿאָקוס־פּונקט פֿון וויסנשאַפֿטלעכער אויספֿאָרשונג פֿאַר טויזנטער יאָרן. די אַנטוויקלונג פֿון אַטאָם־טעאָריע רעפּרעזענטירט אַ רייזע דורך די אַנאַלן פֿון מענטשלעכן געדאַנק, וויסנשאַפֿטלעכע ענטדעקונגען און טעכנאָלאָגישן פֿאָרשריט. דער אַרטיקל באַשרײַבט די היסטאָרישע מײַלשטײַנען פֿון אַטאָם־טעאָריע, פֿון אוראַלטע פֿילאָסאָפֿישע געדאַנקען ביז מאָדערנע קוואַנטום־מעכאַניק.
1. אלטע פילאָסאָפישע אָנהייבן
דער באַגריף פֿון אַטאָם גייט צוריק צו אוראלט גריכנלאַנד, אַרום 400 פֿאַר דער ציווילער רעכענונג. עס איז געווען דער פֿילאָסאָף דעמאָקריטוס, צוזאַמען מיט זײַן מענטאָר לעוציפּוס, וואָס האָבן דער ערשטער פֿאָרגעלייגט אַז מאַטעריע איז צוזאַמענגעשטעלט פֿון אומטיילבארע טיילכלעך גערופֿן אַטאָמען (פֿון גריכיש "אַטאָמאָס," וואָס מיינט אומשניידלעך). דעמאָקריטוס האָט געשטעלט די היפּאָטעזע אַז אַטאָמען זענען אייביק, אומפֿאַרניכטלעך, און אַנדערשן זיך נאָר אין פֿאָרעם און גרייס. טראָץ איר בריליאַנץ, האָט די פֿריִע אַטאָם טעאָריע געפֿעלט עמפּירישע באַווײַזן און איז געווען מערסטנס פֿילאָסאָפֿיש.
אין קאנטראסט, אריסטאטעל, איינער פון די מערסט איינפלוסרייכע פילאסאפן פון יענער צייט, האט אפגעווארפן די געדאנק פון אטאמען. ער האט געגלייבט אז אלע מאטעריע איז צוזאמענגעשטעלט פון פיר עלעמענטן: ערד, וואסער, לופט און פייער, און האט געהאלטן אז די עלעמענטן פארבינדן זיך אין פארשידענע פראפארציעס צו שאפן אלע סובסטאנצן. אריסטאטעל'ס מיינונג האט דאמינירט וויסנשאפטלעכע געדאנקען פאר כמעט צוויי טויזנט יאר, אפגעשטעלט דעם פארשריט פון אטאם טעאריע.
2. די רענעסאנס און פרי-מאדערנע תקופה
די שטילשטאנד פון אטאם טעאריע האט אנגעהאלטן דורכאויס די מיטל אלטער. אבער, די רענעסאנס תקופה (14טן ביז 17טן יארהונדערטער) האט אריינגעברענגט א באנייטן אינטערעס אין עמפירישער וויסנשאפט און די שטודיע פון נאטור. אין 1620, האט סער פרענסיס בייקאן'ס מעטאדישער צוגאנג צו וויסנשאפטלעכער אויספארשונג געלייגט דעם יסוד פאר צוקונפטיגע עקספערימענטאציע, כאטש ער אליין האט זיך נישט קאנצענטרירט אויף אטאם טעאריע.
אין די 1660ער יארן, האט ראבערט בויל דורכגעפירט עקספערימענטן וואס האבן אפגעווארפן אריסטאטלס פיר-עלעמענט טעאריע און פארגעשלאגן אז מאטעריע איז צוזאמענגעשטעלט פון קערפערסקלען (קליינע טיילכלעך). בוילס ארבעט האט געוויזן אז פארשידענע מאטעריאלן קענען ווערן צעבראכן אין איינפאכערע סובסטאנצן, וואס האט באפלאסטערט דעם וועג פאר מאדערנער כעמיע.
3. דער 18טער יאָרהונדערט: אויפקלערונג און פריע כעמיע
דאס 18טע יארהונדערט האט געזען באדייטנדע פארשריט אין דער שטודיע פון גאזן און די געזעצן וואס רעגירן כעמישע רעאקציעס. אנטואן לאוואסיע, אפט באצייכנט אלס דער "פאטער פון מאדערנער כעמיע," האט אויפגעשטעלט די קאנסערוואציע פון מאסע אין כעמישע רעאקציעס. דער פרינציפ האט אימפליצירט אז סובסטאנצן באשטייען פון גרונטלעכע בוי-שטיינער וואס ווערן נישט באשאפן אדער פארניכטעט נאר איבערגעארדנט בעת כעמישע פראצעסן.
בויענדיג אויף לאַוואָסיערס אַרבעט, איז אַן אַנדער וויכטיקע פיגור, דזשאַן דאַלטאָן, אַרויסגעקומען אין די פריע 19טע יאָרהונדערט. דאַלטאָן האָט אַנטוויקלט די ערשטע מאָדערנע אַטאָם טעאָריע אין 1803. ער האָט פֿאָרגעלייגט אַז עלעמענטן זענען צוזאַמענגעשטעלט פֿון קליינע, אומטיילבארע פּאַרטיקלעך גערופֿן אַטאָמען, יעדע מיט אַ כאַראַקטעריסטישן וואָג. דאַלטאָן'ס טעאָריע האָט דערקלערט פאַרוואָס עלעמענטן קאָמבינירן זיך אין פֿיקסירטע פּראָפּאָרציעס און האָט געפֿינט אַ וועג צו קוואַנטיפֿיצירן עלעמענטן, צעמענטירנדיק דעם יסוד פֿאַר צוקונפֿטיקע פֿאָרשריטן אין כעמיע און אַטאָם טעאָריע.
4. די שפּעטע 19טע יאָרהונדערט: ענטדעקונג פון סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען
די צווייטע העלפט פונעם 19טן יאָרהונדערט האָט געצייכנט דעם אָנהייב פֿון ענטדעקונגען וואָס האָבן אַרויסגערופן די געדאַנק פֿון אומטיילבארע אַטאָמען. אין 1897 האָט דזש. דזש. טאָמסאָן אַנטדעקט דעם עלעקטראָן דורך זײַן אַרבעט מיט קאַטאָדע שטראַלן. טאָמסאָן האָט פֿאָרגעלייגט אַז אַטאָמען זענען נישט אומזעיקבאר, נאָר אַנשטאָט צוזאַמענגעשטעלט פֿון קלענערע, נעגאַטיוו באַלאָדענע פּאַרטיקלען אײַנגעוואָרצלט אין אַ פּאָזיטיוו באַלאָדענער מאַטריץ. דאָס "פּלוים פּודינג" מאָדעל האָט פֿאָרגעלייגט אַז עלעקטראָנען זענען צעוואָרפֿן געוואָרן איבער אַ פּאָזיטיוו באַלאָדענער "זופּ".
טראָץ איר אינאָוואַטיוון צוגאַנג, האָט טאָמסאָנס מאָדעל זיך אָנגעשטויסן מיט שוועריקייטן. אין 1909, האָט ערנעסט ראַדערפֿאָרד, אַ געוועזענער סטודענט פֿון טאָמסאָן, דורכגעפֿירט דעם באַרימטן גאָלד־פֿאָליע עקספּערימענט. ער האָט באַמערקט אַז אַלפֿאַ־פּאַרטיקלען קענען דורכגיין די פֿאָליע, אָבער עטלעכע זענען אָפּגעבויגן געוואָרן אין גרויסע ווינקלען. ראַדערפֿאָרד האָט געפֿונען אַז אַטאָמען מוזן האָבן אַ געדיכטן, פּאָזיטיוו־געלאָדענעם קערן אַרומגערינגלט פֿון מערסטנס ליידיקן אָרט. דאָס נוקלעאַרע מאָדעל פֿונעם אַטאָם האָט באַדייטנד געביטן דאָס פֿאַרשטאַנד פֿון דער אַטאָמישער סטרוקטור.
5. דער פרי 20סטער יאָרהונדערט: קוואַנטום מעכאַניק
דער פרי 20סטער יאָרהונדערט איז געווען אַ רעוואלוציאנערע פּעריאָדע פֿאַר אַטאָם טעאָריע, געטריבן דורך קוואַנטום מעכאַניק. אין 1913, האָט נילס באָהר קאָמבינירט ראַטערפֿאָרדס נוקלעאַר מאָדעל מיט קוואַנטום פּרינציפּן צו פֿאָרשלאָגן אַז עלעקטראָנען פֿאַרנעמען ספּעציפֿישע אָרביטן אַרום דעם קערן, מיט פֿיקסירטע ענערגיעס. דאָס מאָדעל האָט דערקלערט די עמיסיע ספּעקטראַ פֿון אַטאָמען און האָט געצייכנט דעם אָנהייב פֿון קוואַנטום אַטאָם טעאָריע.
ווייטערדיגע פארשריטן זענען געקומען פון ערווין שרעדינגער און ווערנער הייזענבערג אין די 1920ער יארן. שרעדינגער האט אנטוויקלט כוואַליע מעכאניק, באשרייבענדיג עלעקטראָנען ווי כוואַליע פונקציעס אנשטאט פּאַרטיקלען אין פעסטע אָרביטן. הייזענבערג האט פארגעשטעלט דעם אומזיכערהייט פּרינציפּ, וואָס האט געזאָגט אז די פּאָזיציע און מאָמענטום פון אַן עלעקטראָן קען נישט סיימאַלטייניאַס געמאָסטן ווערן מיט פּינקטלעכקייט. די קאָנצעפּטן האָבן געפאָרמט די באַזע פון קוואַנטום מעכאניק, פונדאַמענטאַל ענדערנדיג דאָס פארשטאנד פון אַטאָמישן נאַטור און סטרוקטור.
6. די מיטן 20סטן יאָרהונדערט: די ענטדעקונג פון די נעוטראָן און פֿאָרשריטן אין קערן־פֿיזיק
די ענטדעקונג פון דעם נעיטראָן דורך דזשיימס טשאַדוויק אין 1932 האָט צוגעגעבן נאָך אַ שיכט צו דער אַטאָמישער טעאָריע. נעיטראָנען, צוזאַמען מיט פּראָטאָנען, פֿאָרמען דעם אַטאָמישן קערן, אַרומגערינגלט מיט אַ וואָלקן פון עלעקטראָנען. די פֿאַרשטענדעניש פון אַטאָמישער סטרוקטור איז געוואָרן מער נואַנסירט, וואָס האָט דערמעגלעכט די אַנטוויקלונג פון קערן־פֿיזיק און די שטודיע פון קערן־רעאַקציעס.
די מיטן 20סטן יאָרהונדערט האָט אויך געזען די אַנטוויקלונג פון די ערשטע נוקלעאַרע וואָפן און נוקלעאַרע רעאַקטאָרן. די אַרבעט פון וויסנשאַפֿטלער ווי ענריקאָ פֿערמי און ראָבערט אָפּענהײַמער בעת דעם מאַנהעטן פּראָיעקט האָט דעמאָנסטרירט די ריזיקע מאַכט וואָס איז פֿאַרנומען אין דעם אַטאָם-קערן, ווײַזנדיק סײַ דעם פּאָטענציאַל און סײַ דעם געפֿאַר פֿון אַטאָמישער ענערגיע.
7. מאָדערנע אַנטוויקלונגען און קוואַנטום פעלד טעאָריע
אטאם טעאריע גייט ווייטער אן מיט די פארשריטן אין קוואנטום פעלד טעאריע און טיילכעל פיזיק. וויסנשאפטלער האבן אנטדעקט צאלרייכע סובאטאמישע טיילכלעך, ווי קווארקס און גלואנען, וואס מאכן אויס פראטאנען און נעיטראנען. דער סטאנדארט מאדעל פון טיילכעל פיזיק באשרייבט די יסודות'דיגע טיילכלעך און זייערע אינטעראקציעס, און גיט אן אויספירליכע ראם פארן פארשטיין מאטעריע אויף די קלענסטע מאסשטאבן.
אין די לעצטע יארצענדלינגען, האבן עקספערימענטאלע טעכניקן ווי טיילכעל אַקסעלעראַטאָרן און אַוואַנסירטע ספּעקטראָסקאָפּיע ווייטער אויפגעקלערט די סטרוקטור און נאַטור פון אַטאָמען. די ענטדעקונג פון דעם היגס באָזאָן אין 2012, אַ טיילכעל פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר געבן אַנדערע טיילכעל מאַסע, האט באַשטעטיקט שליסל אַספּעקטן פון דעם סטאַנדאַרד מאָדעל און געעפנט נייע וועגן פֿאַר אויספאָרשונג.
סאָף
די געשיכטע פון אטאם טעאריע איז א עדות צו מענטשלעכער נייגעריקייט און דעם אומאויפהערלעכן יאג נאך וויסן. פון אלטע גריכישע פילאסאפיע ביז די שפיץ-קאנט קוואנטום מעכאניק, איז יעדער פארשריט געבויט געווארן אויף די איינזיכטן פון פריערדיגע דורות. היינט בלייבט אטאם טעאריע א דינאמיש פעלד, כסדר געפארמט דורך נייע אנטדעקונגען און טעכנאלאגיעס, ווען וויסנשאפטלער שטרעבן צו עפענען די טיפסטע סודות פון דעם אוניווערס. די אנגייענדע רייזע אונטערשטרייכט די טיפע און שטענדיג-עוואלווירנדיקע נאטור פון אונזער פארשטאנד פון מאטעריע און די גרונט-פרינציפן וואס רעגירן איר.
