Atomo branduolio struktūra ir krūvis

Faktas, kad visus daiktus sudaro elementariosios dalelės, buvo laikomi senovės Graikijos mokslininkų. Tačiau nei tai įrodyti, nei paneigti tuomet nebuvo galimybės. Antiko atomų savybes galima tik atspėti, remiantis savo pačių įvairiausių medžiagų stebėjimais.

Įrodyti, kad visos medžiagos susideda iš elementarių dalelių, tai buvo įmanoma tik 19 a., O vėliau netiesiogiai. Tuo pačiu metu fizikai ir chemikai visame pasaulyje bandė sukurti vieningą elementariųjų dalelių teoriją, apibūdindami jų struktūrą ir paaiškindami įvairias savybes, tokias kaip, pavyzdžiui, branduolio įkrova.

Daugelio mokslininkų darbas buvo skirtas molekulių, atomų ir jų struktūros tyrimui. Fizika palaipsniui perkelta į mikrografo tyrimą - elementariosios dalelės, jų sąveika ir savybės. Mokslininkai pradėjo domėtis branduolio sudėtine dalimi , hipotezėmis išreikšti ir bandyti juos bent jau netiesiogiai įrodyti.

Todėl pagrindine teorija buvo priimtas Ernesto Rutherfordo ir Nielso Bohro pasiūlytas planetinis atominės struktūros modelis. Pagal šią teoriją, bet kurio atomo branduolio įkrova yra teigiama, o jos orbitos sukasi neigiamai įkrautuose elektronuose, galiausiai padarant atomą elektriniais neutraliais. Laikui bėgant šią teoriją pakartotinai patvirtino įvairūs eksperimentai, pradedant vieno iš jo bendraautorių eksperimentais.

Šiuolaikinė branduolinė fizika mano, kad Rutherfordo-Bohro teorija yra esminė, remiantis juo grindžiami visi atomų ir jų elementų tyrimai. Kita vertus, dauguma hipotezių, atsiradusių per pastaruosius 150 metų, beveik niekada nebuvo patvirtinta. Pasirodo, kad daugumos branduolinė fizika yra teorinė, atsižvelgiant į labai mažą nagrinėjamų objektų dydį.

Žinoma, šiandieniniame pasaulyje yra daug lengviau nustatyti aliuminio šerdies, pavyzdžiui (ar bet kurio kito elemento), krūvį nei XIX amžiuje ir dar labiau senovės Graikijoje. Tačiau kai kurie nauji atradimai šioje srityje, mokslininkai kartais ateina stebina išvadas. Bandant rasti vienos problemos sprendimą, elementariųjų dalelių fizika susiduria su naujomis problemomis ir paradoksais.

Iš pradžių Rutherfordo teorijoje teigiama, kad cheminės medžiagos savybės priklauso nuo jo atomo branduolio krūvio ir dėl to, kad elektronų skaičius sukasi palei savo orbitą. Šiuolaikinė chemija ir fizika visiškai patvirtina šią versiją. Nepaisant to, kad molekulių struktūros tyrimas iš pradžių buvo atmestas iš paprasčiausio modelio - vandenilio atomo, kurio branduolio įkrova yra lygus 1, teorija visiškai taikoma visiems elementariems periodinių lentelių, įskaitant retųjų žemių metalus ir radioaktyviąsias medžiagas, gautas dirbtinai paskutinio tūkstantmečio pabaigoje.

Įdomu tai, kad ilgai iki Rutherfordo tyrimo, anglų chemikas, švietimo gydytojas William Prout, pastebėjo, kad skirtingų medžiagų savitasis svoris yra daugybinis nurodytas vandenilio indeksas. Tada jis pasiūlė, kad visi kiti elementai paprastai sudarytų vandenilį bent paprasčiausiajame lygmenyje. Pvz., Azoto dalelė yra 14 tokios minimalios dalelės, deguonis yra 16 ir tt Jei ši teorija globaliai vertinama šiuolaikiniame interpretavime, tai apskritai yra teisinga.