原子論和動力學理論

原子論和動力學理論材料

數千年來,古希臘人一直認為所有純淨物(例如純金、純鐵😉等等)都是由原子構成的。他們認為,如果將一種純淨物切成小塊,再將這些小塊切開,如此反复,最終會得到一個無法再進一步切割的最小單元。這個無法再進一步切割的最小單元就被稱為原子。原子(Atom)一詞在希臘文中意為「不可分割」。

當時人們認為原子是不可分割的。然而,後來的科學家發現了電子和原子核(質子和中子),從而推翻了原子不可分割的觀點。原子由電子(帶負電荷)和原子核組成。電子圍繞原子核運作。原子核內部包含質子(帶正電荷)和中子(不帶電荷)。

還有一種理論,叫做連續性理論(連續性意味著持續不斷)。這種理論認為,純物質可以無限地細分。根據這種理論,不存在最小的組成部分。最小的組成部分可以進一步細分成更小的組成部分,如此無限地循環下去。

原子論和連續統理論,哪一個才是正確的?

在物理學中,任何理論只有能夠用實驗證明才能被科學界接受。在18、19和20世紀,科學家透過實驗證明了原子理論的正確性。

首先,請理解以下解釋。元素是純淨物,無法透過化學方法分解成其他物質,例如金(Au)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鈉(Na)、鈣(Ca)、氯(Cl)、氮(N)、氧(O)、氫(H)等。除了元素之外,還有化合物。化合物由元素組成。由於化合物由元素組成,因此它們仍然可以分解成元素。水就是一種化合物。

元素的最小組成部分是原子,而化合物的最小組成部分是分子。分子由原子結合而成。純金是元素的一個例子。純金其實是由金原子(Au)組成的。一塊鐵也是元素的例子。鐵是由鐵原子(Fe)組成的。因此,元素是由同一種原子所構成的純淨物質。

你常看到、拿著和喝的水是由水分子(化學式為H₂O)組成的。水分子由兩個氫原子(H)和一個氧原子(O)組成。

以下是一些原子理論的證明:

首先,是比例定律。

定比定律指出,當元素結合形成化合物時,所得化合物的質量比與組成元素的質量比相同。例如,食鹽…我們看到的食鹽是由鹽分子(化學式為NaCl)組成的化合物。天然的鹽分子總是由23個鈉原子(Na)和35個氯原子(Cl)組成。

連續統理論無法解釋這種現象,但原子論可以。根據原子論,原子是元素的最小組成部分,因此原子具有質量。構成化合物的各元素的質量比較,必然與構成該化合物的原子的相對質量相關。科學家根據構成化合物的各元素的含量來決定原子的相對質量。之所以稱之為相對質量,是因為一種元素的原子相對質量是與另一種元素的原子相對質量進行比較得出的。

氫是最輕的原子,因此被用作基準。氫原子(H)的相對質量被設定為1。以氫原子的相對質量為基準,碳原子(C)的相對質量被設定為12,氧原子(O)的相對質量被設定為16,以此類推(只需查看元素週期表即可)。碳原子的相對質量=12意味著碳原子的質量是氫原子(H)質量的12倍。氧原子的相對質量=16意味著氧原子的質量是氫原子(H)質量的16倍。

在國際單位制(SI)中,我們有一個品質標準,即保存在國際計量局(法國)的鉑銥原子。根據國際協議,該鉑銥原子的質量為1公斤,這就是標準公斤。在原子尺度上,我們還有第二個質量標準,就是碳-12原子。根據國際協議,一個碳-12原子的質量為12,0000統一原子質量單位(u)。

1 u = 1,66 x 10 ‐27 kg。

碳原子(C)的質量為12,0000 u,氫原子(H)的質量為1,0078 u,氧原子(O)的質量為15,9994 u,鈉原子的質量為22,9897 u,以此類推。關於原子質量的詳細信息,請參閱元素週期表。

除了原子質量之外,還有一種叫做分子量的概念。分子量是指所有構成分子的原子的總質量。例如,食鹽(NaCl)的分子量等於一個鈉(Na)原子的質量加上一個氯(Cl)原子的質量。水(H₂O )的分子量等於兩個氫(H)原子的質量加上一個氧(O)原子的質量。

第二,布朗運動

從前,有一位名叫羅伯特‧布朗的英國生物學家。 Ia 當時正在研究置於水中的花粉(1827年)。可以看到水和花粉。 使用 顯微鏡。 原子論和動力學理論羅伯特布朗 看到花粉自行飄動,感覺很奇怪。奇怪是因為水。 色當 沉默的, 孟加帕 花粉會移動。花粉的移動方向是任意的,但卻是連續的。 Ia 懷疑這種運動是一種生活方式, 迪馬納 活花粉,這樣它就可以 移動。 但他的假設是錯誤的,因為像花粉這樣的小無機顆粒在插入時也會移動。 ke 在水中。這種運動稱為水流運動。 B羅恩。

直到動力學理論發展起來,這項發現才得以解釋。

動力學理論

動力學(Kinetic)一詞源自希臘語,意為運動。動力學理論認為,所有物質都由原子或分子組成,而這些原子或分子以隨機的方式持續運動。

運動時,原子或分子 成員有i 速度。原子或分子也 成員有i 品質.因為 成員有i 如果原子或分子具有質量 (m) 和速度 (v),則原子或分子具有動能 (EK) 和動量 (p)。動能:EK = 1/2 mv²2動量:p = m v。 除了動量之外,還有力道。 運動過程中總有碰撞的可能性。因此,力源自於碰撞過程中動量的變化。

我們可以說,動力學理論其實是基於動能、動量和力這三個要素的。這三者正是動力學(牛頓定律、衝量和動量)的研究對象。不同之處在於,動力學理論將動力學應用於原子或分子層面。動力學理論由波義耳(1627–1691)、丹尼爾·伯努利(1700–1782)、焦耳(1818–1889)、克羅尼格(1822–1879)、魯道夫·克勞修斯(1822–1888)和克拉克·麥克斯韋(1831–189831–1898)和克拉克·麥克斯韋(1831–189931–189831–189931–189931–189931–189931–1899)等人發展而來。

這種動力學理論的存在可以解釋布朗的發現。根據動力學理論,花粉的運動是由快速移動的水分子所推動的。由於水分子數量眾多,花粉會受到來自各個方向的推動。

基於定比定律和布朗運動的發現,原子理論已被越來越多的科學家接受。原子是任何物質的最小組成單元。因此,原子是有大小的。那麼,原子到底有多大呢?

1905年,愛因斯坦從理論上研究了原子的大小。基於原子論、分子運動論、以及實驗數據,他發現原子的直徑約為10⁻¹⁰米。因此,原子的直徑是經由計算而得到的。原子的大小被發現後,原子論和分子運動論都被認可了。

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