Відкриття атома стало першим кроком на шляху пізнання мікроміру. Це сталося тільки наприкінці 19 століття, незважаючи на те, що існування атома передбачали ще давньогрецькі вчені.
Ще 150 років тому вчені вважали, що атоми, що входять до складу всіх речовин, неподільні за своєю природою. Сучасна наука давно показала, що це не так. Все почалося з відкриття електрону.
Відкриття електрону
Наприкінці 19 століття в тодішній науці стався справжній переворот. Знаменитий вчений Дж.Дж. Томсон (лорд Кельвін) відкрив електрон, мікрочастинку, що володіє негативним зарядом. Згідно з його теорією, електрони присутні в кожному атомі. Відсутність необхідного обладнання не дозволяла точно визначити, як розташовуються ці частинки в атомі і чи рухаються вони. Фізики могли лише зраджуватися філософським міркуванням на цю тему.
Лорд Кельвін і запропонував першу модель атома. Згідно з його моделлю, атом являє собою крупицю позитивно зарядженої речовини, в якій знаходяться електрони. Багато хто порівнює такий атом з кексом, в який вкраплені родзинки.
Досліди Резерфорда
Англійський фізик Ернест Резерфорд теж займався дослідженнями атома. Його експерименти зруйнували один з постулатів фізики мікроміру того часу. Цей постулат полягав у тому, що атом - неподільна частинка речовини. На той час вже була відкрита природна радіоактивність деяких хімічних елементів. Один з них Резерфорд і використовував для досвіду. Результати експерименту дозволили створити нову модель атома. Резерфорд опромінював золоту фольгу альфа-частинками. Вийшло так, що деякі з них могли вільно пройти через фольгу, а деякі розсіювалися під різними кутами. Якби атоми золота мали структуру, запропоновану Томсоном, альфа-частинка, яка має досить великий діаметр, могла б тільки відбиватися під прямим кутом. Модель Томсона виявилася нездатною пояснити це явище, тому Резерфорд запропонував свою модель, яку він назвав планетарною. Згідно з нею, атом являє собою ядро, навколо якого обертаються електрони. Можна навести аналогію з Сонячною системою: планети обертаються навколо Сонця. Електрони рухаються власними орбітами.
Квантова теорія Бора
Планетарна модель атома добре узгоджувалася з багатьма експериментами, але пояснити довге існування атома вона не могла. Вся справа в застарілих класичних уявленнях про атом. Електрон, рухаючись по орбіті, повинен випромінювати (віддавати) енергію. Через малий час (близько 0,00000001 сек) він повинен впасти на атом, внаслідок чого існування останнього припиниться. Але чому тоді всі ми досі існуємо і не розпалися на найдрібніші частинки? Відповідь на це питання дала квантова теорія Бора. Сьогодні існує безліч моделей атома і атомного ядра. Кожна з них має свої недоліки і переваги. Людство ніколи не зможе створити досконалу модель, яка б пояснювала дивовижні явища, що відбуваються в ньому.