Die Atomvorstellung von den Griechen bis zum ... - Julius Plenz

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

2.1 Die Entwicklung des Modells 4 Eigenschaften von Gasen zu erklären und bildete insofern die Grundlage für die Erklärung des Teilchenmodells und der Aggregatzustände. Auch für die Reihung und Klassifizierung der Elemente sowie die Massegesetze hielt dieses Kugelmodell eine Lösung parat. Hatte dieses Postulat zwar einige Antworten auf elementare Fragen, so zeigte sich doch eine fundamentale Schwäche: es konnte keinerlei elektrophysikalische oder elektrochemische Erscheinungen erklären. (Im Jahre 1881 hatte HELMHOLTZ aus den faradayschen Gesetzen und Versuchsergebnissen bei der Elektrolyse geschlossen, dass Atome Träger elektrischer Ladung sind.) 2.1 Die Entwicklung des Modells Maßgeblicher Meilenstein bei der Entstehung des Thomsonschen Atommodells war die Entdeckung der „Korpuskeln“ bzw. Elektronen durch THOMSON. (Der Begriff „Elektron“ wurde erst später durch GEORGE J. STONEY geprägt.) Der Physiker PLÜCKER hatte 1859 die so genannten Kathodenstrahlen – also die Emission bläulichen Lichtes bei einer negativen Elektrode in einem Glasbehälter mit Vakuum – entdeckt. Diese waren in der Lage, einen kleinen Propeller in Bewegung zu setzen, hatten eine negative Ladung und waren ablenkbar im Magnetfeld. Im Rahmen seiner Forschungsaktivität beschäftigte sich auch THOMSON intensiv mit den Kathodenstrahlen. Dabei übernahm er im Wesentlichen den Versuch von BRAUN (s. Abb. 2), reduzierte jedoch den Anteil der verbleibenden Luft im Vakuum, da bei BRAUN die restliche Luft isolierend wirkte und somit das Ergebnis verfälschte. Bei der Untersuchung, zu welchem Ausmaß sich ein Kathodenstrahl durch magnetische und elektri- Abb. 2: Schematische Zeichnung einer Braunschen Röhre sche Felder in einem vakuumgefüllten Gefäß ablenken lässt, griff THOMSON die Erkenntnis der Röntgenstrahlen auf, die Gas in einem Glasbehälter ionisieren, sodass das Gas elektrisch leitfähig wurde. Dadurch erlangte er eine exaktere Methode zur Untersuchung der Kathodenstrahlen. 1897 konnte THOMSON anhand dieser Versuche die Existenz von negativ geladenen Teilchen (Elektronen), die kleiner als das kleinste Atom waren (er berechnete das Verhältnis e/m), in dem Kathodenstrahl beweisen. Aus der Tatsache, dass verschiedene Stoffe Elektronen mit immer derselben Masse emittierten schloss er, dass in allen Atomen die gleichen Elektronen vorhanden sind. 2.2 Das Modell Ausgehend von den Beobachtungen oben genannten Versuchs postulierte THOMSON 1903 sein Atommodell. In seiner Arbeit[2] diesbezüglich heißt es: „We suppose that the atom consists of a number of corpuscles moving about in a sphere of uniform positive electrification.“
2.3 Stärken und Schwächen 5 Abb. 3: „Rosinenkuchenmodell“ Bereits 1886 beobachtete der Physiker GOLDSTEIN, dass Atome positiv geladen sind, sobald man ihnen Elektronen entzieht. Da Atome nach außen hin neutral geladen sind, müssen in dem Atom sowohl positive als auch negative Ladungen vorhanden sein. THOMSON nahm also an, dass das Atom aus einer gleichförmig positiv geladenen Masse besteht, in der sich Elektronen befinden. Da die Verteilung der Elektronen in diesem Modell der Verteilung von Rosinen in einem Kuchen entspricht, spricht man bei dem Thomsonschen Atommodell auch von dem „Rosinenkuchenmodell“ (s. Abb. 3). Um die Neutralität des Atoms zu wahren, geht Thomson von gleich vielen negativen wie positiven Teilchen aus. Die Periodizität der Elemente ließ sich in dieser Atomhypothese durch unterschiedliche geometrische Anordnungen der Elektronen erklären. Die Eigenschaften eines Elementes seien jeweils durch die innersten Elektronen der entsprechenden Atome determiniert. Lichtemission ließ sich als durch äußere Störungen verursachte Schwingungen der Elektronen erklären. 2.3 Stärken und Schwächen Der bahnbrechende Erfolg des Thomsonschen Atommodells war die erstmalige Annahme einer inneren Struktur des Atoms, womit sich auch elektrophysikalische oder elektrochemische Erscheinungen erklären ließen. Die Schwächen des Modells traten mit dem Rutherfordschen Streuungsversuch zu Tage. 3 Das Rutherfordsche Atommodell An der University of Manchester beobachtete ein Student ERNEST RUTHERFORDS (*30. August 1871; †19. Oktober 1937), ERNEST MARSDEN, bei der Untersuchung der Streuung von α-Strahlung durch eine Goldfolie, dass die Strahlen zum Teil zurückprallten. Dies ließ sich mit keinem der bisher gängigen Atomhypothesen plausibel erklären, so dass RUTHERFORD den Versuch mehrfach wiederholen ließ. Abb. 4: Der Rutherfordsche Streuungsversuch Konkret sah der Versuch so aus, dass die Strahlenquelle (Radium) in einen angebohrten Bleiblock platziert wurde, damit α-Strahlen austreten, die im Folgenden auf eine Goldfolie treffen (s. Abb. 4). Im üblichen und vorhergesehenen Fall durchlaufen die Strahlen die Goldfolie ungebrochen und färben den photographischen Film an der Stelle ihres Aufpralls schwarz. Allerdings konnte man bei dem Versuch bei ca. einem von 8000 Teilchen beobachten, dass sie nicht ungebrochen durch die Goldfolie fließen, sondern stark abgelenkt oder sogar zurückgeworfen werden. Dieses Phänomen empfand RUTHERFORD
Seite 1 und 2: Die Atomvorstellung von den Grieche
Seite 3: 1.2 Mittelalter 3 Stoff nicht zu et
Seite 7 und 8: 3.3 Stärken und Schwächen 7 3.3 S
Seite 9 und 10: 4.3 Berechnungen 9 Der Umfang der B
Seite 11 und 12: 4.5 Probleme 11 Für n1 = 2 ergibt

Die Atomvorstellung von den Griechen bis zum ... - Julius Plenz

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?