Kapitel 1: Atomfysik

KAPITEL 1 · ATOMFYSIK
Tier-potenser
Præfiks Størrelse Tier-potens Forkortelse
giga 1000000000 10 9
mega 1000000 10 6
kilo 1000 10 3
hekto 100 10 2
deci 10 –1
centi 10 –2
milli 10 –3
mikro 10 –6
nano 10 –9
1
10
1
100
1
1000
1
1000000
1
1000000000
G
M
k
h
d
c
m
µ (my)
n
Atomer og andre småting
For mere end 2400 år siden påstod den græske tænker
Demokrit, at når man blev ved med at halvere et stof, måtte
man til sidst komme til en så lille mængde, at den ikke kunne
deles yderligere. Demokrit kaldte denne lille mængde for et
atom. Det græske ord a-tomos kan oversættes som ikke-delelig.
Halverer man rumfanget af en 1 cm 3 stor terning, og halverer
man den derpå to gange mere, får man en terning med siden
5 mm. Bliver man ved med at halvere ca. 70 gange, ville der kun
være et enkelt atom tilbage. Nu kan terningen ikke halveres
mere, for et atom er den mindste del af alle grundstoffer.
Atomer er meget små. De har en diameter, der er mellem
0,000 000 0001 m og 0,000 000 0004 m, dvs. lidt over 10 –10 m,
eller få milliontedele af en millimeter. Atomer har en størrelse
mellem 1 og 4 nanometer, se side 114.
Elektronen opdages
I 1897 opdagede englænderen Joseph Thomson, at atomer
alligevel kunne deles, dvs. at atomerne indeholdt endnu mindre
dele. Joseph Thomson udførte eksperimenter med en
elektrisk strøm, som blev sendt gennem luft med et meget lavt
tryk. Ved eksperimenterne så han en lysende stråle, en såkaldt
katodestråle, der viste, hvor den elektriske strøm løb. Mange
fysikere arbejdede med disse stråler, men Thomson var den
første, der kunne afbøje strålerne både med magneter og med
elektriske ladninger.
Thomson opdagede, at katodestrålerne blev afbøjet over
1000 gange kraftigere end stråler af hydrogen-ioner. Han
kunne ved disse eksperimenter vise, at atomer består af noget
tungt, der er positivt ladet, og noget let, der er negativt ladet.
De negative partikler i atomet blev senere kaldt elektroner.
Thomson mente, at de negativt ladede elektroner og den positivt
ladede del af atomet var blandet sammen. Elektronerne lå
som rosinerne i en rosinbolle. Det skulle snart efter vise sig at
være en forkert model.
Atomkernens størrelse
Englænderen Ernest Rutherford opdagede i 1911, at atomet
havde en meget lille kerne. Rutherford og hans medarbejdere
8