РАЗВИТИЕ ВЗГЛЯДОВ НА ПРИРОДУ АТОМА

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются история развития взглядов на природу

атома, что является основой изучения квантовой физики.

Ключевые слова: атом, элементарные частицы.

Представления о строении атома радикально изменились в 20 в. под

влиянием новых теоретических идей и экспериментальных данных. В

описании внутреннего строения атомного ядра до сих пор остаются

нерешенные

вопросы,

которые

служат

предметом

интенсивных

исследований. Историю возникновения самых общих представлений об

атоме обычно ведут со времен греческого философа Демокрита ( 460 - 370 до

н. э.), много размышлявшего о наименьших частицах, на которые можно

было

бы

поделить

любое

вещество.

Группу

греческих

философов,

придерживавшихся того взгляда, что существуют подобные крошечные

неделимые частицы, называли атомистами. Греческий философ Эпикур (342-

270 до н.э.) принял атомную теорию, и в первом веке до н.э. один из его

последователей, римский поэт и философ Лукреций Кар, изложил учение

Эпикура в поэме "О природе вещей", благодаря которой оно и сохранилось

для

следующих

поколений.

Аристотель

(384-322

до

н.э.),

один

из

крупнейших ученых древности, атомистическую теорию не принимал, и его

взгляды на философию и науку преобладали впоследствии в средневековом

мышлении. Атомистической теории как бы не существовало до самого конца

эпохи Возрождения, когда на смену чисто умозрительным философским

рассуждениям пришел эксперимент.

Вторым рождением атомов человечество обязано английскому учёному

Джону Дальтону. Он проводил опыты с газами и изучал пути их соединения.

Учёный обнаружил, что кислород и водород, образуя воду, всегда

соединяются в одних и тех же пропорциях по массе, исходя из этого, он

сделал вывод, что вещества состоят из атомов, атом неделимая частица –

твёрдый шарик, который переходит от одной молекулы к другой в ходе

химических реакций. То, что вещество состоит из атомов, было доказано.

Оставалась неясной внутренняя структура атома. Первые экспериментальные

результаты, из которых можно было сделать вывод о сложной структуре

атома, о наличии внутри атомов электрических зарядов были получены

Майклом Фарадеем в 1833 году при изучении законов электролиза.

Среди

отечественных

ученых

большой

вклад

в

развитие

и

исследование атомной теории внес М.В. Ломоносов. Он разделял две части

материи, одни называя элементами, другие – корпускулами. В 1897 году был

открыт электрон и Дж. Дж. Томсоном была представлена новая модель

атомного строения, однако вскоре была раскритикована и доказана ее

несостоятельность. В частности, это произошло из-за того, что она

противоречила опытам британского физика Эрнеста Резерфорда («отец»

ядерной физики). Именно он в начале XIX столетия доказал, что атом имеет

ядро, вокруг которого двигаются электроны.

В 1903 – 1904 годах появились публикации о строении атома,

принадлежащие

одна

японскому

физику

Хантаро

Нагаока,

другая

английскому физику Джозефу Джону Томсону.

Нагаока представил строение атома аналогичным строению Солнечной

системы: роль Солнца играет положительно заряженная центральная часть

атома, вокруг которой по кольцеобразным орбитам движутся «планеты» -

электроны.

Томсон высказал предположение, что атом может быть похож на

рождественский

пудинг,

в

котором

большая,

но

лёгкая

по

массе

положительна заряженная сфера радиусом r = 10-10м, усеяна отрицательно

заряженными частицами.

В 1905 году В. Вин выступил на съезде немецких естествоиспытателей

в Мюнхене с докладом об электронах. Он говорил, что проще было бы

понимать каждый атом как планетарную систему. Но такая система не может

быть устойчивой, так как электроны излучают энергию. Поэтому учёные

вынуждены обратиться к системе, в которой электроны находятся в

относительном покое. Такой статической моделью был атом Томсона.

Первое предположение о строении атома было представлено Дж.

Томсоном. Этот ученый длительное время занимался изучением атомов.

Более того, именно ему принадлежит открытие электрона - за что он и

получил Нобелевскую премию. Модель, что предложил Томсон, не имела

ничего общего с действительностью, однако послужила достаточно сильным

стимулом в изучении строения атома Резерфордом. Модель, предложенная

Томсоном, называлась "пудингом с изюмом".

Томсон считал, что атом является сплошным шаром, имеющим

отрицательный электрический заряд. Для его компенсации в шар вкраплены

электроны, как изюминки. В сумме заряд электронов совпадает с зарядом

всего ядра, что делает атом нейтральным.

Во время изучения строения атома выяснили, что все атомы в твердых

телах

совершают

колебательные

движения.

А,

как

известно,

любая

двигающаяся частица излучает волны. Именно поэтому каждый атом имеет

свой

собственный

спектр.

Однако

данные

утверждения

никак

не

вкладывались в модель Томсона.

Масштабный прорыв в исследовании строения атома был сделан Н.

Бором, именно он пришел к выводу, что описание систем атомов не должно

ограничиваться привычным представлениями классической физики. Это

послужило дальнейшему углубленному изучению темы. Подтверждение

теории о деление атома произошло в 1939 году, когда открыли уран.