Atomska fizika

Atomska fizika ili fizika atoma je grana fizike, koja se bavi izučavanjem strukture atoma i elektronskog omotača, energetskim nivoima, spektrima, kao izračunavanjem fizičkih veličina i osobina, koje se zatim koriste u srodnim naukama.

Atomska fizika je nekad sinonim za Nuklearnu fiziku, međutim ove termine ne treba mešati, jer se atomska fizika ne bavi osnovnim procesima u okviru jezgra, odnosno ne bavi se proučavanjem nuklearne fizike samog jezgra, mada ponekad karakteristike strukture jezgra imaj uticaj na svojstva atoma.

Istorija

Ideja o postojanju atoma nije nova. Još su Stari Grci koristili reč atom da bi opisali najmanje čestice materije Saznanja o prirodi atoma razvijala su se vrlo sporo sve do početka 20. veka, a do kraja 20. veka postavljeni su različiti modeli strukture atoma.

Jedan od začetnika atomske fizike bio je Džozef Džon Tomson, koji je 1879. godine otkrio elektron i pretpostavio da se atom sastoji od jednakog broja pozitivnih i negativnih naelektrisanja. Ispitivao je slabe pozitivno naelektrisane zrake i dokazao da se ovi sastoje od pozitivnih čestica čija masa daleko prevazilazi masu elektrona. On je pravilno zaključio da te čestice predstavljaju ostatak atoma posle izlaska elektrona iz njega. Pre Tomsona atom je zamišljan kao mala bilijarska kugla. Tomson nije samo odredio apsolutnu masu te kugle, već je ustanovio da male, negativno naelektrisane čestice mogu da se odvoje od nje, ostavljajući joj pozitivno naelektrisanje. Na osnovu toga Tomson je zaključio da je materija građena od smeše međusobno vrlo blizu nanizanih atoma. Po njemu je atom pozitivno nabijena kuglica u kojoj su vrlo sitni elektroni ravnomerno raspoređeni. Predložio je model u kome su atomi predstavljani kao ovalni puding ili kolač sa suvim šljivama u omotaču (engl. plum puding). Bez obzira na brojne nedostatke, Tomsonov model atoma bio je značajan, jer je prvi put u istoriji ukazano na postojanje unutrašnje strukture atoma.

Druga značajna grupa istraživača se bavila pojavom prirodne radioaktivnosti koju je otkrio 1896. godine Anri Bekerel. Ključnu ulogu u ovoj grupi odigrao su i Raderford, Pjer i Marija, koji su u velikoj meri zaslužni za ra razvoj metoda za ekstrahovanje i koncentrovanje prirodno radioaktivnog materijala. Bekerel i Marija i Pjer Kiri su 1903. godine dobili Nobelovu nagradu za fiziku. Sama Marija Kiri je kasnije, 1911. dobila još jednu Nobelovu nagradu iz oblasti hemije. Inače, radioaktivnost predstavlja raspad atoma, pri čemu se emituju tri vrste zračenja: alfa, beta i gama. Raderford je prvi utvrdio razliku između njih i ispitao njihove osobine. Pokazao je da alfa zrake sačinjava mlaz pozitivno naelektrisanih čestica, čijim je rasejavanjem na tankim zlatnim folijama postavio nuklearni model atoma, 1911. godine.

Konačno, treća grupa fizičara u kojoj je vodeću ulogu imao Maks Plank ispitivala je zakone zračenja crnog tela. Najvažnije otkriće te grupe ovde je da se emisija zračenja odvija u kvantima, tj. isprekidano, a ne neprekidno kao što je to predviđala klasična teorijska fizika.

Nils Bor je 1913. godine objedinivši rezultate sva tri navedena pravca istraživanja, predložio poznati model atoma, kojim je postavio temelje današnjeg shvatanja strukture atoma. Od prve grupe koja se odnosi atomsku fiziku on je usvojio postojanje i osobine elektrona, od druge grupe nuklearnom strukturu atoma , a od treće činjenice da atom emituje svetlost u kvantima.

Postojanje pozitivno naelektrisanih čestica u jezgru atoma, dokazao je Ernest Raderford 1919. godine. Naelektrisanje protona jednako je ali suprotno naelektrisanju elektrona. Broj protona u jezgru određuje karakteristike elementa. Utvrđeno je da je masa protona iznosi 1,67 x 10−27 kilograma.

Poznati atomski fizičari

Poznata imena atomske fizike uključuju:

Pre kvantne mehanike

  • Džon Dalton
  • Joseph von Fraunhofer
  • Johanes Ridberg
  • Džozef Džon Tomson

Posle kvantne mehanike

  • Alexander Dalgarno
  • David Bates
  • Nils Bor
  • Max Born
  • Clinton Josip Davisson
  • Enrico Fermi
  • Charlotte Froese Fischer
  • Vladimir Fock
  • Douglas Hartree
  • Ernest M. Henley
  • Ratko Janev
  • Harrie S. Massey
  • Nevill Mott
  • Mike Seaton
  • John C. Slater
  • Džordž Padžet Tomson

Reference

  1.  Fizički fakultet u Beogradu: Fizika atoma, pristup 9. mart 2013
  2.  Oksford, školska enciklopedija: Atom, tom 1. ISBN 978-86-7712-190-7. pp. 65
  3. Atomic archive: „Introduction to Atomic Physics“, pristup 9. mart 2013
  4.  Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera Osijek: „Uvod u atomsku fiziku“, dr. Branko Vuković, pristup 9. mart 2013
  5.  Kabinet fizike Tehničke škole Tesla: Uvod u kvantnu i atomsku fiziku, Prof. Negovec, pristup 9. mart 2013
  6. Atomic archive: „Atomic Structure“, pristup 9. mart 2013
Advertisements