Atom çok küçük, varlığını nasıl kanıtlayabiliriz? Bilim adamları bunun aslında çok basit olduğunu söylüyor!
1808'de kimyager John Dalton çok ikna edici bir argüman ortaya attı ve şaşırtıcı bir anlayış elde etti: tüm madde çok küçük şeylerden, atomun prototipinden ve Elementlerin ve diğer elementlerin kombinasyonunun kesin oranı, bilim insanlarına maddenin atom adı verilen farklı bileşenlere sahip olabileceği konusunda ipucu verir.
Aslında bu kavram, binlerce yıldır aralıklı olarak dolaşıyor. Antik kültür, maddenin daha temel unsurlardan oluştuğuna dair genel görüşü kesinlikle bilir ve bu unsurların, ekmek ve kızarmış ekmek gibi karmaşık şeyler oluşturmak için ilginç ve üretken şekillerde birleştirildiğini bilir. Ancak bu binlerce yılda, bu sorun her zaman var olmuştur: Bir öğeyi ayırırsam, onu ikiye bölersem ve sonra iki yarıyı ikiye bölersem, ve benzeri, sonunda bir tane bulurum. En küçük öğeyi kesemez misin? Yoksa sonsuza kadar uzayacak mı?
Yıllarca süren dikkatli araştırmalardan sonra, Dalton bu unsurlar arasında inanılmaz bir ilişki keşfetti. Bazen, iki element, tıpkı kalay ve oksijen gibi, farklı oranlarda birden fazla bileşik halinde birleştirilebilir. Ancak çeşitli kombinasyonlarda, her bir elementin oranı her zaman çok küçük bir sayıya indirgenir. Madde sonsuz bölünebiliyorsa ve en küçük bit yoksa, o zaman herhangi bir orana izin verilmelidir.
Aksine, bir elementin belirli bir miktarının aynı miktarda başka bir elementle veya diğer elementlerin iki ila üç katı ile birleştirilebileceğini buldu. Ancak Dalton her durumda ve her yerde yalnızca basit oranlar buldu. Madde nihayetinde bölünemezse, atomlardan yapılmışsa, o zaman elementleri birleştirirken yalnızca basit oranlara izin verilir.
Yüz yıl sonra, bu "atomik" madde teorisi tamamen saçma görünmüyor. Bununla birlikte, en zorlayıcı şeylerden biri, atomlar gerçekten mevcutsa, görülemeyecek kadar küçük olacaklarıdır. Doğrudan gözlemleyemeyeceğiniz bir şeyin varlığını nasıl kanıtlayabilirsiniz?
Aslında çok basit, atomların varlığına dair ipuçlarından biri yeni kurulan termodinamik araştırmalardan geliyor. Fizikçiler, ısı motorlarının nasıl çalıştığını ve beraberindeki sıcaklık, basınç ve entropi gibi kavramları anlamak için, gazları ve sıvıları neredeyse sayısız küçük ve hatta mikroskobik parçacıklardan oluşmuş olarak düşünebileceklerini fark ettiler. . Örneğin, "sıcaklık" aslında bir termometreye çarpan tüm bu gaz parçacıklarının ortalama hareketini ölçer ve enerjilerini termometreye aktarır.
Bu tür bir problem çok sıcak ve bir nesil bilimsel mit Albert Einstein bu tür fiziğin hayranı. Sevdiği diğer tüm fizik gibi, Einstein da onlarda devrim yarattı.
İlk olarak 1827'de Robert Brown tarafından önerilen Brownian hareketi sorunuyla özellikle ilgileniyor. Sıvıya büyük bir parçacık atarsanız, nesne tamamen bağımsız olarak sallanır ve zıplar, yani küçük parçacıkların gösterdiği düzensiz hareket. Birkaç dikkatli deneyden sonra Brown, bunun hava veya sıvı akımlarıyla hiçbir ilgisi olmadığını fark etti.
Brown hareketi, açıklanamayan rastgele yaşam olaylarından sadece biridir, ancak Einstein ondan bir ipucu buldu. Sıvıyı atomlardan oluşan bir şey olarak düşünerek, ne kadar sıvı parçacık çarpışmasının bu tür parçacıkları iteceğini hesaplamak için bir formül türetmeyi başardı. Bu bağlantıyı sağlam bir matematiksel temel üzerine kurarak, görebildiğinizden, göremeyeceğinize giden bir yol sağlayabilir.
Başka bir deyişle, Einstein bize atomların varlığını kanıtlamak için bir yöntem veya ipucu verdi.
Bilimin gelişmesiyle birlikte atomların elektronlardan, protonlardan, nötronlardan oluştuğu düşünülür ve hatta daha küçük kuarklar birbiri ardına keşfedilmiştir, ancak atom hala tarihi bir keşiftir ve statüsü değişmeyecektir!
