atom
atom (grekiska aʹtomos ’odelbar’, av nekande a och tomēʹ ’skärning’), materiepartikel, den minsta del av ett grundämne som har detta
(20 av 137 ord)Den moderna atomteorins framväxt
Atomers och molekylers existens
(se även atomlära). Den moderna atomteorin har sina rötter i renässansens naturvetenskap. Först vid denna tid började man i större utsträckning ersätta filosofiskt tänkande med experimentellt undersökande. Under 1600-talet kom man fram till uppfattningen att vissa ämnen kunde betraktas som mer elementära än andra, och man benämnde dessa ämnen grundämnen. Genom kemisk förening av grundämnen kunde andra, mer sammansatta ämnen bildas. En av de första som formulerade dessa tankar var Robert Boyle. Senare gjorde man den viktiga upptäckten att grundämnen
(80 av 726 ord)Upptäckten av elektronen och Thomsons atommodell
Inom elektricitetsläran fann man under 1800-talets tidigare del lagar som kunde sättas i samband med de ovan nämnda inom kemin. Sålunda konstaterade Michael Faraday att vid elektrolys transporterar alltid materialmängder proportionella mot atomvikten samma elektricitetsmängd eller en multipel därav. Detta kallas Faradays elektrolytiska lag. I
(45 av 315 ord)Rutherfords experiment och upptäckten av atomkärnan
Under de sista åren av 1800-talet gjordes en rad stora fysikaliska upptäckter som skakade den traditionella fysiken i dess grundvalar och som skulle komma att få vittgående konsekvenser för den vetenskapliga utvecklingen. Ungefär samtidigt som Thomson avslöjade katodstrålarnas natur upptäckte Henri Becquerel och Marie Curie att vissa
(47 av 334 ord)Kvantfysikens inträde
Atomspektra
Vad vi nu kallar den klassiska fysiken, i vilken Newtons gravitationsteori, Maxwells elektromagnetiska teori, termodynamiken och den statistiska mekaniken ingår som viktiga byggstenar, fulländades under senare delen av 1800-talet, och med den kunde de allra flesta av de dittills observerade fysikaliska fenomenen förklaras. Det
(44 av 308 ord)Svartkroppsstrålning
Ett annat till synes oförklarligt fenomen, som studerades ingående under 1800-talets senare del, var den kontinuerliga elektromagnetiska strålning som utsänds från fasta kroppar vid upphettning, den s.k. svartkroppsstrålningen. Denna strålning är i stort sett oberoende av materialet i den strålande kroppen. Vid ungefär 800 °C börjar varje kropp att
(49 av 338 ord)Fotoelektrisk effekt
Med hjälp av Plancks kvantiseringshypotes kunde Einstein några år senare (1905) förklara den fotoelektriska effekten, vilken var ett annat av de till synes oförklarliga fenomen som man funnit under 1800-talets senare del. Denna effekt,
(34 av 239 ord)Bohrs atommodell
År 1913 presenterade dansken Niels Bohr en helt ny och revolutionerande teori för atomen, baserad på Rutherfords planetmodell och den av Planck och Einstein införda kvantiseringshypotesen. En stor svårighet med planetmodellen var att enligt klassisk elektrodynamik skulle elektroner som kretsade runt atomkärnan kontinuerligt sända ut strålning över ett brett våglängdsområde, s.k. bromsstrålning. De skulle därvid successivt förlora energi och till slut falla in
(63 av 444 ord)Finstruktur, Zeemaneffekt och elektronens spinn
Alkalispektra
Atomer med fler elektroner uppvisar i allmänhet mycket mer komplicerade spektra än väteatomen, och det är uppenbart att
(18 av 126 ord)Sommerfelds atommodell
En utvidgning av Bohrmodellen gjordes några år efter dess tillkomst av Arnold Sommerfeld. I denna utvidgade modell antas elektronernas banor, elektronorbitalerna, vara elliptiska, och ett andra kvanttal, l, införs, vilket beskriver orbitalens excentricitet. Detta kvanttal, som kan anta alla heltalsvärden mellan 0 och n–1, representerar även elektronens banimpulsmoment och kallas banimpulsmomentkvanttalet
(51 av 368 ord)Zeemaneffekt
År 1896 hade Pieter Zeeman gjort den viktiga upptäckten att de flesta atomära spektrallinjer uppspaltas om källan placeras i ett magnetfält – en uppspaltning som i allmänhet är proportionell mot magnetfältets styrka. Denna effekt, som vi
(36 av 253 ord)Spinnhypotesen
Zeemaneffekten tyder på att atomen endast kan anta vissa bestämda orienteringar i rymden vid närvaro av ett yttre fält, s.k. rymdkvantisering. För att mer direkt kunna experimentellt observera denna rymdkvantisering utförde Otto Stern och Walther Gerlach 1925 ett berömt experiment, där en kollimerad stråle av atomer fick passera ett inhomogent magnetfält. Kraften
(52 av 367 ord)Kvantmekanisk atommodell
Enligt Maxwells teori är ljuset en elektromagnetisk vågrörelse, och med hjälp av denna modell kan de flesta optiska fenomen förklaras, såsom ljusets brytning, dispersion och interferens. Einsteins modell för den fotoelektriska effekten baseras däremot på antagandet att den elektromagnetiska strålningen är kvantiserad och utsänds i form av kvanta som vi kallar fotoner. Hur ljuset kan vara en kontinuerlig vågrörelse samtidigt som det är
(63 av 443 ord)Senare utveckling. Kvantelektrodynamik
Även om Diracs teori för väteatomen är mycket noggrann fann man under 1940-talet avvikelser mellan teori och experiment. Willis Lamb och
(21 av 149 ord)Flerelektronsystem
Grundämnenas periodiska system
Även om Bohr-Sommerfeld-modellen endast ger en förhållandevis grov bild av atomen, lyckades man att på basis av den formulera en princip för hur atomer i allmänhet är uppbyggda. Wolfgang Pauli formulerade vad som nu kallas Pauli-principen eller uteslutningsprincipen. Efter att ha infört ett fjärde kvanttal ms, vilket representerar komponenten av spinnimpulsmomenten i en given riktning, postulerade Pauli att endast en elektron kan finnas i ett tillstånd med givna värden på de fyra kvanttalen n, l, m
(76 av 549 ord)Röntgenstrålning
Röntgenstrålningen är ett exempel på verkan av förändringar i elektronskalen. Den uppkommer till följd
(14 av 97 ord)Kvantmekanisk behandling av flerelektronsystem
Både periodiska systemet och uppkomsten av röntgenspektra kan förstås kvalitativt utifrån den enkla Bohr-Sommerfeld-modellen. För kvantitativa beräkningar är det dock nödvändigt att tillgripa den kvantmekaniska modellen. Schrödinger-ekvationen kan inte
(29 av 207 ord)