Zamisel, da so vse snovi na svetu sestavljene iz atomov, se je rodila v 5. stoletju pred našim štetjem, ko je starogrški mislec Demokrit predlagal, da je vse, kar obstaja, sestavljeno iz najmanjših gibljivih delcev. Lahko bi samo domnevali, da najverjetneje ne gre brez pomena. Dolga stoletja po Demokritu so se atomi občasno spominjali, vendar ta hipoteza v tistih oddaljenih časih ni bila priljubljena. V 19. stoletju se je na znanstvenem obzorju znova pojavila atomska hipoteza.
Modeli strukture atoma
Znanstveniki so iskali model, ki bi lahko zadovoljivo opisal sliko resničnega sveta. Atom se je izkazal za zelo primeren model. Čeprav atomov ni mogoče videti, vendar so znanstveniki lahko razložili, kaj so opazili v svojih poskusih in v naravi.
Znanstveniki so bili o obstoju atomov prepričani že dolgo, preden so to lahko dokazali. Model je deloval, čeprav nihče ni mogel dokazati njegove resnice. Na primer, v začetku 19. stoletja je angleški znanstvenik John Dalton, ki je preučeval zakonitosti kemičnih reakcij, odkril, da dve snovi vedno reagirata kemično v enakem konstantnem razmerju. Na primer, kombinacija enega dela kisika in dveh delov vodika daje vodo.
To je nakazovalo, da so se atomi ene snovi, ki so med seboj enaki masi, združili z atomi druge snovi (torej z atomi drugačne mase). Pri tvorbi vode se en atom kisika kombinira z dvema vodikovima atomoma.Atomski model je pomagal razumeti, kaj natančno je Dalton opazoval v svojih poskusih. Obstajajo še enostavni dokazi za obstoj atomov.
Če pogledate z mikroskopom delce cvetnega prahu, suspendirane v vodi, lahko vidite, da delajo kaotične gibe. Zakaj? Znanstveniki domnevajo, da je to lahko posledica dejstva, da delci cvetnega prahu trčijo s številnimi atomi ali skupinami atomov, ki so jih znanstveniki imenovali molekule (na primer delci v vodi trčijo v molekule vode).
Iz česa je sestavljen atom?
Znanstveniki, ki so se strinjali z atomsko teorijo, so verjeli, da atom sestoji iz majhnih električno nabitih delcev - pozitivnih in negativnih, ki se v kombinaciji v atomu, podobno kot v kroglici, medsebojno nevtralizirajo in tvorijo atom kot celoto električno nevtralen. Toda leta 1907 je angleški fizik Ernest Rutherford s svojimi poskusi dokazal, da to ni povsem res.
Rutherford izkušnje
Rutherford je z visoko hitrostjo snopa pozitivno nabitih delcev bombardiral zlato folijo. Verjel je, da bodo delci šli skozi folijo. Nekaj pozitivno nabitih delcev je letelo skozi folijo. In nekateri tega niso mogli storiti. Še več, stopili so v eksperimentatorja, kot da bi jih potisnila neka sila, skrita v foliji. Rutherford je bil presenečen. Dejal je, da je isto kot začeti kurjenje lonca na vlaknatem papirju in nenadoma videli, kako lonec leti z lončarjevega čela.
Planetarni model atoma - Atom Core
Rutherfordovi poskusi so pomagali potrditi atomsko hipotezo in razumeti, kako atom deluje. Postalo je jasno, da pozitivni in negativni delci niso enakomerno razporejeni v atomu. Če bi bilo to tako, se pozitivno nabiti delci v Rutherfordovem poskusu ne bi odvrnili s tako silo. Zato jedro atoma ni nevtralno. V sredini atoma je gosta kroglica delcev, torej v sredini, ki ji rečemo jedro atoma, so pozitivno nabiti protoni in nevtralni nevtroni.
Na precejšnji razdalji od jedra se negativno nabiti delci - elektroni - vrtijo okoli njegovih orbitov. Ker je pozitivni naboj po vrednosti enak negativnemu naboju, je atom kot celota električno nevtralen. Ne nosi nobenega naboja.
Toda jedro samo je koncentracija pozitivnega naboja. Številni pozitivni delci v Rutherfordovem poskusu so leteli preblizu pozitivno nabitega jedra zlatega atoma. Ker se pozitivni naboji medsebojno odbijajo, so ti delci odleteli nazaj proti eksperimentatorju. To mu je spodbudilo idejo, kako so atomi dejansko razporejeni.
Quarks
Protoni in nevtroni so delci, ki so, čeprav so sami majhni, sestavljeni iz še manjših delcev, imenovanih kvarki. Danes znanstveniki verjamejo, da protoni in nevtroni sestavljajo še manjše delce, imenovane kvarki.
Kvarki so nov model, ki bolje razlaga obnašanje atomov v resničnem svetu. In tako kot so znanstveniki že prej iskali eksperimentalne dokaze za obstoj atomov, zdaj iščejo resnično potrditev obstoja kvarkov.
