ทฤษฎีอะตอมเกิดจากความอยากรู้อยากเห็นของนักปรัชญาชาวกรีกในหลายศตวรรษก่อนคริสต์ศักราชเช่น Leucippus และ Democritus ซึ่งเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่สามารถแบ่งได้อีก
แนวคิดดังกล่าวถ่ายทอดโดย Democritus กล่าวว่าหากวัสดุถูกแบ่งออกเป็นส่วนเล็ก ๆ แล้วมันจะยังคงถูกแบ่งออกไปอีกโดยส่วนที่เล็กมากที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกหรือไม่สามารถทำลายได้เรียกว่าอะตอม (จากคำว่า Atomos ในภาษากรีกซึ่งแปลว่าไม่ แบ่ง).
ดังนั้นแนวคิดเชิงปรัชญาเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมจึงไม่ได้รับการยอมรับจนถึงต้นศตวรรษที่ 18 จนกระทั่งในที่สุดจอห์นดาลตันก็ได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมตามกฎทางเคมีพื้นฐานกฎการอนุรักษ์มวลกฎของสัดส่วนคงที่และกฎของสัดส่วนที่ทวีคูณ
ทฤษฎีอะตอมของดาลตัน
การพัฒนาทฤษฎีอะตอมนั้นริเริ่มขึ้นครั้งแรกโดยจอห์นดาลตันในปี พ.ศ. 2346 ถึง พ.ศ. 2351 จอห์นดาตันระบุว่า
- ทุกองค์ประกอบประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมากเรียกว่าอะตอม
- อะตอมของธาตุเดียวกันทั้งหมดเหมือนกัน แต่อะตอมของธาตุอื่นแตกต่างจากธาตุอื่น
- อะตอมเป็นสิ่งที่แบ่งแยกไม่ได้และไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ด้วยปฏิกิริยาทางเคมี
- สารประกอบเกิดจากการรวมกันของอะตอมของธาตุต่าง ๆ ที่มีอัตราส่วนอะตอมเฉพาะ
แบบจำลองอะตอมของดอลตันอธิบายว่าเป็นแบบจำลองลูกบอลทึบหรือลูกบิลเลียดดังที่แสดงด้านล่าง
ทฤษฎีอะตอมของ JJ Thomson
ทฤษฎีอะตอมของ JJ Thomson เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2440 เมื่อเขาทำการทดลองกับรังสีแคโทด ในการทดลองของเขารังสีแคโทดสามารถเบี่ยงเบนได้ด้วยสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า รังสีแคโทดที่มีประจุไฟฟ้าสามารถเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วที่มีประจุบวกเพื่อให้รังสีแคโทดมีประจุลบ
อนุภาคที่มีประจุลบนี้หมายถึงการค้นพบอิเล็กตรอนและ JJ Thomson แย้งว่าอะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ
แบบจำลองอะตอมของ JJ Thomson เป็นภาพลูกบอลที่มีอิเล็กตรอนกระจายอยู่เหมือนขนมปังลูกเกด ลูกเกดเหล่านี้เป็นอิเล็กตรอนในขณะที่ขนมปังเป็นลูกบอลที่มีประจุบวก
อ่านเพิ่มเติม: ยุคหินใหม่: คำอธิบายคุณลักษณะเครื่องมือและมรดกทฤษฎีอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด
ในปีพ. ศ. 2454 เออร์เนสต์รัทเทอร์ฟอร์ดได้ทำการทดลองโดยการยิงอนุภาคαที่มีประจุบวกลงบนแผ่นทองคำบาง ๆ
จากการทดลองเหล่านี้เขาพบว่าอนุภาคส่วนใหญ่ทะลุผ่านแผ่นทองคำจากนั้นบางส่วนก็เกิดการโก่งตัวและสะท้อนกลับ
สรุปได้ว่าแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดประกอบด้วยอะตอมซึ่งส่วนใหญ่เป็นพื้นที่ว่างในรูปของนิวเคลียสที่เป็นของแข็งและมีประจุบวกเรียกว่านิวเคลียสของอะตอมและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบซึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอม
ทฤษฎีอะตอมของบอร์
ในปีพ. ศ. 2456 Niels Bohr ได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมเพื่ออธิบายปรากฏการณ์การกระเจิงของแสงจากองค์ประกอบเมื่ออยู่ภายใต้เปลวไฟหรือไฟฟ้าแรงสูง
แบบจำลองอะตอมของบอร์เป็นแบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจนโดยเฉพาะเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของสเปกตรัมของเส้นอะตอมไฮโดรเจน บอร์ระบุว่าอิเล็กตรอนที่มีประจุลบเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุบวกในระยะทางที่ต่างกันเช่นเดียวกับการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์
แบบจำลองอะตอมของบอร์เรียกอีกอย่างว่าแบบจำลองระบบสุริยะ ในแบบจำลองนี้เส้นทางโคจรของอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะอยู่ในระดับพลังงานที่แตกต่างกันซึ่งยิ่งเส้นทางโคจรห่างจากนิวเคลียสมากเท่าไหร่ระดับพลังงานก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เส้นทางโคจรของอิเล็กตรอนนี้เรียกว่าเปลือกอิเล็กตรอน ขณะที่อิเล็กตรอนหลุดจากวงโคจรชั้นนอกไปยังวงโคจรที่ลึกขึ้นแสงที่แผ่ออกมาจะขึ้นอยู่กับระดับพลังงานของวิถีโคจรทั้งสอง
ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม
ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมเริ่มต้นด้วย "ภัยพิบัติอัลตราไวโอเลต" ในปลายศตวรรษที่ 19 ที่ความถี่สูงการแผ่รังสีของร่างกายสีดำจะมีมูลค่ามหาศาลและไม่มีที่สิ้นสุด Max Planck พยายามหาสูตรง่ายๆเกี่ยวกับรังสีในร่างกายสีดำเพื่อแก้ปัญหาภัยพิบัติจากรังสีอัลตราไวโอเลตนี้
แม้ว่าจะดูเรียบง่าย แต่การค้นพบนี้เป็นรากฐานของการเกิดฟิสิกส์ควอนตัมในช่วงต้นศตวรรษที่ 20
อ่านเพิ่มเติม: สูตรสำหรับที่ปรึกษาสไตล์และตัวอย่างคำถาม + การอภิปรายในเวลาเดียวกันอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ส่งกระดาษถึงพลังค์ที่มีแนวคิดเกี่ยวกับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกในปี 1905 แนวคิดของไอน์สไตน์พิสูจน์สูตรง่ายๆของพลังค์และพิสูจน์ว่าแสงมีพฤติกรรมเป็นอนุภาค หลังจากนั้นก็มีนักฟิสิกส์จากสหรัฐอเมริกาชื่ออาร์เธอร์คอมป์ตันเข้ามามีส่วนร่วมในการพิสูจน์ว่าแสงมีพฤติกรรม 2 อย่างคืออนุภาคและคลื่น
เมื่อเวลาผ่านไป Louis de Broglie ประสบความสำเร็จในการกำหนดโมเมนตัมเชิงเส้นของคลื่น นี่คือสิ่งที่ทำให้คลื่นมีพฤติกรรมเป็นอนุภาค
ในปีพ. ศ. 2467 Wolfgang Pauli ได้มีคำสั่งห้าม ข้อห้ามที่ไม่อนุญาตให้อิเล็กตรอนสองตัวหรือมากกว่ามีเลขควอนตัมสี่ตัวเหมือนกัน (ที่อยู่ของอิเล็กตรอนในอะตอม)
หลายเดือนต่อมาในช่วงฤดูหนาว Erwin Schrodinger จัดการเพื่อหาเป็นความคิดที่น่าตื่นตาตื่นใจของคลื่นคือสมการคลื่น อย่างไรก็ตามความคิดเกี่ยวกับคลื่นของชเรอดิงเงอร์ดูเหมือนจะฟื้นความคิดคลาสสิกที่เริ่มเป็นที่สงสัย
ในเวลานั้นชเรอดิงเงอร์พบเพียงแนวคิดคร่าวๆเกี่ยวกับสมการคลื่นที่เขาค้นพบ แม้แต่เขาก็ไม่รู้ว่าเขาเจออะไร
ความลึกลับของสมการชเรอดิงเงอร์ได้รับการแก้ไขในที่สุดเมื่อ Max Born เผยแพร่แนวคิดของเขาเกี่ยวกับความน่าจะเป็นของคลื่น Born อธิบายว่ากฎคลื่นของชเรอดิงเงอร์นั้นไม่แน่นอนหรือเป็นไปได้
เมื่อรู้สึกว่าความคิดของเขาถูกมองข้ามไป Schrodinger ได้ทำการเปรียบเทียบแบบทดลองซึ่งเขาเรียกว่า " Schrodinger's cat "
แม้ว่าจะมีความขัดแย้งระหว่างนักฟิสิกส์เพราะความแตกต่างของความคิดเห็นในเวลานั้นพวกเขากำลังสหรัฐในที่สุดการประชุม Solvay ซึ่งริเริ่มโดยเออร์เนส บริษัท Solvay เพื่อหารือเกี่ยวกับความคิดใหม่ที่จะเปลี่ยนความคิดของคลาสสิกซึ่งเริ่มจะสงสัยกับวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่ากลศาสตร์ควอนตัมหรือควอนตัมฟิสิกส์
ดังนั้นการพัฒนาทฤษฎีอะตอมจากทฤษฎีอะตอมของดาลตันเป็นทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม อาจมีประโยชน์!