Potraga za atomom stara 2400 godina - Tereza Daud (Theresa Doud)

Pogledajte celu lekciju: http://ed.ted.com/lessons/the-2-400-year-search-for-the-atom-theresa-doud

Kako znamo od čega je materija sastavljena? Potraga za atomom je duga, i počinje pre 2400 godina sa radom grčkog filozofa, a nastavlja se radom jednog Kvekera i nekolicine naučnika, dobitnika Nobelove nagrade. Tereza Daud prečešljava istoriju teorije atoma.

Lekcija: Tereza Daud; animacija: TED-Ed.

Šta jedan starogrčki filozof

i Kveker iz 19. veka

imaju zajedničko sa naučnikom
i dobitnikom Nobelove nagrade?

Iako ih deli više od 2400
godina u istoriji,

svaki od njih je doprineo
odgovoru na večno pitanje:

od čega su napravljene stvari?

Bilo je to oko 440 g.p.n.e kada je
Demokrit prvi put predložio

da je sve na svetu sačinjeno
od malih čestica

okruženih praznim prostorom.

Čak je zagovarao da one variraju
u veličini i obliku

u zavisnosti od supstance
koju sačinjavaju.

Nazvao je ove čestice "atomos",
po grčkoj reči za nevidljivo.

Njegovim idejama su se suprotstavljali
popularniji filozofi njegovog vremena.

Aristotel se, na primer,
nije uopšte složio,

govoreći da je materija stvorena
od četiri elementa:

zemlje, vetra, vode i vatre,

a kasnije su ovu tezu pratili naučnici.

Atomi su ostali zaboravljeni do 1808.
kada je učitelj Kveker

po imenu Džon Dalton pokušao
da ispita Aristotelovu teoriju.

Dok je Demokritov atomizam
bio skroz teoretski,

Dalton je pokazao da su se
zajedničke supstance uvek sastojale

od istih elemenata u istim proporcijama.

Zaključio je da su razna jedinjenja

bila kombinacije atoma
različitih elemenata,

svaki posebne veličine i mase

koja ne bi mogla biti stvorena,
niti uništena.

Iako je dobio mnoga odlikovanja
za svoj rad,

kao Kveker, Dalton je živeo skromno
do kraja svog života.

Atomsku teoriju je sada
prihvatila naučna zajednica,

ali sledeći značajni napredak

neće doći do skoro jednog veka kasnije

sa otkrićem elektrona 1897.
fizičara Džej Džej Tomopsona.

Onim što bismo nazvali modelom atoma
nalik na čokoladni biskvit,

on je pokazao atome kao ujednačeno
spakovane sfere pozitivne materije

ispunjene negativno
naelektrisanim elektronima.

Tompson je osvojio Nobelovu nagradu
1906. godine za svoje elektronsko otkriće,

ali njegov model atoma nije trajao dugo.

Razlog ovome je taj što je imao
prilično pametne studente,

uključujući i Ernesta Raterforda,

koji će postati poznat
kao otac nuklearne ere.

Dok je proučavao efekate
ultraljubičastih zraka na gasove,

Raterford je odlučio
da bliže istraži atome,

ispaljujući male, pozitivno naelektrisane
alfa čestice u parče zlatne folije.

Pod Tompsonovim modelom,

tanko raspoređeno
pozitivno naelektrisanje atoma

ne bi bilo dovoljno da se čestice odbiju
na bilo koje mesto.

Efekat bi delovao poput gomile
teniskih loptica

koje udaraju kroz tanki papirni ekran.

Ali dok je većina čestica prolazila,

neke su se odbijale nazad,

naznačujući da je folija bila više poput
debele mreže sa velikim proredom.

Raterford je zaključio da su se atomi
većinom sastojali od praznog prostora

sa samo nekoliko elektrona,

dok je većina mase
skoncentrisana u centru,

kojeg je nazvao nukleusom.

Alfa čestice su prolazile kroz otvore

ali su se odbijale o gusto,
pozitivno naelektrisano jezgro.

Ali atomska teorija
još nije bila završena.

1913. godine, drugi Tompsonov učenik
po imenu Nils Bor

proširio je Raterforodov nuklearni model.

Vodeći se prethodnim radom
Maksa Planka i Alberta Ajnštajna,

predvideo je da eletroni
kruže oko nukleusa

na fiksnim energijama i razdaljinama,

da mogu da skoče sa jednog nivoa na drugi,
ali ne i da postoje u međuprostoru.

Borov planetrani model
je došao u centar pažnje

ali uskoro je i on naišao
na neke komplikacije.

Umesto da su prosto diskretne čestice,
eksperimenti su pokazali

da su se elektroni u isto vreme
ponašali kao talasi,

nisu ograničeni
na određenu tačku u prostoru.

Tokom forumlisanja
svog principa neodređenosti,

Verner Hajzenberg je pokazao
da je nemoguće odrediti

i tačnu poziciju i brzinu elektrona

tokom pomeranja oko atoma.

Ideja da se elektronima lokacija
ne može tačno utvrditi,

već postoje u opsegu mogućih lokacija,

dovela je do trenutnog
kvantnog modela atoma,

fascinantne teorije sa čitavim novim
skupom problema

čije implikacije tek treba da se istraže.

Iako se naše shvatanje atoma menja,

osnovno shvatanje atoma ostaje,

pa hajde da slavimo trijumf
atomske teorije

vatrometima.

Dok se elektroni koji kruže oko atoma
prebacuju između energetskih nivoa,

oni apsorbuju ili oslobađaju energiju
u obliku specifičnih svetlosnih

talasnih dužina, što za posledicu ima
predivne boje koje vidimo.

Možemo da zamislimo Demokrita
kako posmatra odnekud

zadovoljan što se nakon više
od dva milenijuma,

ispostavilo da je sve vreme bio u pravu.