Page 1

Atomfysikk DEMOKRIT (461-371f.Kr) Den første som framsatte atomteorien: Alt kan deles i stadig mindre stykker inntil man når en nedre grense. De minste udelelige kalte han atomer ”atomene beveger seg i et tomt rom (intet) av naturlig egenbevegelse”. Minstedelene måtte være udelelige, fordi dersom man delte dem opp i det uendelige, ville de til slutt bli for små til å kunne sette sammen virkelighet. Det sies at Demokrit utviklet sin teori som et svar til filosofen Parmenides teori om at ”ingenting kommer av ingenting” og dermed at forandring ikke er mulig

”Vi snakker om farger, og vi sier at noe smaker søtt, og at noe smaker surt, men i virkeligheten fins det bare atomer og tomrom


• •

Atomlæren var nesten ukjent i 2000 år – hvorfor? Aristoteles og Platon støttet ikke Demokrit sine ideer Aristoteles aksepterte ikke ideen om det tomme rom, og heller ikke at atomene er evige og i kontinuerlig bevegelse

Aristoteles teori: De fire elementene: jord – ild – luft - vann


John Dalton (1766-1844) - all materie er bygd opp av en kombinasjon av atomer atomene til de ulike grunnstoffene har ulik vekt og egenskaper - både kjemi og fysikk har blitt fullstendig forandret av Daltons arbeid (han var også den første som beskrev fenomenet fargeblindhet – Daltonisme) - konkluderte med at kjemiske forbindelser av ulike grunnstoff besto av ulike atomer som gikk sammen i bestemte enkle antall for å danne sammensatte atomer (nå kalt molekyler) - Det blir sagt at i hans forskning var Dalton en grov eksperimentalist. Utstyret var enkelt og ofte selvlaget. Han trodde ikke på andres resultater, men foretrakk å stole på sine egne eksperimenter


Dmitrij Mendelejev (1834-1907) •

Regnes som periodesystemets far. I 1869 offentliggjorde han det periodiske systemet og spådde at det ville være mulig å finne nye grunnstoffer i forskjellige posisjoner som var tomme i systemet. Det førte raskt til resultater. Gallium ble oppdaget i 1875, scandium i 1879 og germanium i 1886, og alle stemte forbløffende godt overens med spådommene til Mendelejev om egenskapene til de manglende stoffene. Det periodiske systemet var en stor suksess. Nå var det mye lettere å finne nye grunnstoffer enn før, siden man visste hva man skulle lete etter.


Michael Faraday (1791-1867)

Tok i bruk elektrolyse for å forklare at en løsning leder elektrisk strøm gikk han ut i fra at løsningen inneholdt ladde partikler, ioner.


Joseph John Thomson (1856-1940)

• •

Forskerne jobbet nå med hvordan atomet var sammensatt Thomson gjorde forsøk med katodestråler: elektriske strømmer gjennom rør med fortynnet gass Dette ga oppsiktsvekkende resultater: Thomson kom til at katodestrålene bestod av negative partikler med masse på bare 1/2000 av massen til hydrogenatomet og at resten av massen i atomet var et positivt ladd ”stoff” Fremla ”rosinbollemodellen”


I årene fra 1860 til 1890

• • •

Ble det klart at synlig lys kan forstås som en liten del av den store familien av elektromagnetiske bølger Disse bølgene oppstår når elektriske ladninger blir akselerert Thomsons modell (elektronene vibrerer i det positivt ladde ”stoffet”, de vibrerer så kraftig at atomene sender ut lys) kunne forklare hvordan lys oppstår, men ikke hvorfor linjespektrene ser ut som de gjør.


Ernest Rutherford

Sendte alfastråler gjennom aluminium og gullfolie de fleste partiklene gikk rett gjennom folien uten å endre retning noen fikk en merkbar avbøyning ytterst få ble kastet tilbake Rutherfords konklusjon: avbøyningen må skyldes støt mellom alfapartiklene og massive deler av atomene

1911: - et atom inneholder en bitte liten positivt ladd kjerne. I den er nesten hele massen til atomet samlet - elektronene beveger seg rundt kjernen. Det er akkurat så mange elektroner at hele atomet blir elektrisk nøytralt. - alt stoffet i et atom tar bare en liten del av atomvolumet. Det meste er absolutt tomt. Atomet har mellom 10000 og 100000 ganger større diameter enn kjernen


Bohrs postulater

• •

Et atom kan eksistere i mange forskjellige tilstander uten å sende ut energi. I hver tilstand har atomet en bestemt energi, E1, E2, …En…

Det laveste energinivået er grunntilstanden, E1. De andre energinivåene kaller vi eksiterte tilstander En der n›1.

Et atom kan gå over fra en tilstand med energien EN til en annen tilstand med lavere energi En. Ved overgangen blir energiforskjellen sendt ut som et foton med energien E = hf, der hf = EN – En

der h er Plancks konstant og f er strålingsfrekvensen


Bohrs postulater, forts. • • • • • •

• • • •

Hvis atomene skal sende ut lys, må vi først få dem opp i energinivåer over grunntilstanden. Det kan foregå ved: å varme dem opp, for eksempel i en gassflamme. Atomene blir eksitert når de kolliderer med hverandre. sende strøm gjennom en gass (lysrør). Elektronene i strømmen eksiterer gassatomene sende lys gjennom gassen. Et atom kan da ”sluke” et foton fra strålingen og bruke energien til å komme opp på et høyere energinivå. Atomene sluker bare fotoner som har den rette energien. Fotonenergien må være akkurat lik energiforskjellen mellom det nye og det gamle energinivået i atomet. Slike fotoner forsvinner, de blir absorbert av atomene. Alle andre fotoner i strålingen får passere Bohrs postulater er generelle og gjelder for alle slags atomer. Men Bohr laget en spesiell modell for hydrogenatomet: En = - B/n2

atomfysikkens historie  

atomfysikkens historie