Fizikai forradalom a kémiában: a Bohr-féle atommodell megalkotása
DOI:
https://doi.org/10.15170/PAAA.2022.09.02.06.Kulcsszavak:
atomelmélet, atomszínképek, atommag, elektron, kvantummechanikaAbsztrakt
A róla elnevezett atommodell alapjait Niels Bohr három, 1913-ban megjelent cikkben publikálta. A jelen munka azt vizsgálja, hogy az ezekben megjelent nevezetes posztulátumoknak milyen előzményei voltak, illetve a természettudomány fejlődése során milyen kísérleti információk igazolták őket később. Az atommag körül keringő elektron létezését kimondó posztulátum ellentmondott ugyan az 1913-ban már jól ismert, a klasszikus elektrodinamika alapját jelentő, a keringő elektron esetében elektromágneses sugárzás kibocsátását megkövetelő Maxwell-egyenleteknek, de valójában csupán az addigra már jól megalapozott kísérleti információk következményeit mondta ki. A kvantumposztulátum jelentette a modell valódi újdonságát és értékét, mert erre alapozva a hidrogénatom kísérletileg jól ismert színképét elméleti úton is pontosan előre lehetett jelezni. Bohr ezen posztulátum megalapozására eredetileg az elektron körmozgási frekvenciája és a keletkező elektromágneses sugárzás frekvenciája között tételezett fel kapcsolatot, de ennek hasznosságát elsősorban az igazolta, hogy a belőle levont következtetések egyeztek a kísérleti megfigyelésekkel. A kvantumposztulátum fizikai háttérét csak később, egymástól viszonylag távol álló jelenségek révén sikerült tisztázni: ebben komoly szerepe volt a hullám-részecske kettősség megértésének, a fizikai mennyiségek közötti, kvantummechanikai határozatlansági relációk felismerésének, illetve annak a ténynek, hogy a foton impulzusmomentumáról kísérletileg sikerült bizonyítani, hogy az energiájától független, állandó érték. Az 1913-ban, pusztán egy modell kidolgozása céljából megfogalmazott feltételezések így lényegében a fizika későbbi fejlődését előlegezték meg egy pontos matematikai formába öntött egyenlet alakjában.
Letöltések
Hivatkozások
Balmer, Johann Jakob: Notiz über die Spectrallinien des Wasserstoffs. Annalen der Physik 261. (1885):5. 80–87. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.18852610506 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/57whwv3t
Brackett, Theodore: Visible and infra-red radiation of hydrogen. Astrophysical Journal 56. (1922):3. 154–161. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1086/142697 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/y5kurcec
Bohr, Niels: On the constitution of atoms and molecules. Philosophical Magazine Series (6) 26. (1913):151. 1–25. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786441308634955 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/2mnau2x8
Bohr, Niels: On the constitution of atoms and molecules. Part II. - Systems containing only a single nucleus. Philosophical Magazine Series (6) 26. (1913):153. 476–502. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786441308634993
Bohr, Niels: On the constitution of atoms and molecules. Part III. - Systems containing several nuclei. Philosophical Magazine Series (6) 26. (1913):155. 857–875. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786441308635031
Bohr, Niels: The spectra of helium and hydrogen. Nature 92. (1913):2295. 231–232. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1038/092231d0 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/4tw3awve
Coulomb, Charles-Augustin: Premier mémoire sur l’électricité et le magnétisme. In: Histoire de l’Académie Royale des Sciences. Paris, 1785. 569–577.
Coulomb, Charles-Augustin: Second mémoire sur l’électricité et le magnétisme. In: Histoire de l’Académie Royale des Sciences. Paris, 1785. 578–611.
Coulomb, Charles-Augustin: Troisième mémoire sur l’électricité et le magnétisme. In: Histoire de l’Académie Royale des Sciences. Paris, 1785. 611–638.
Dalton, John: A new System of Chemical Philosophy. London, 1808. ǁ [DOI] https://doi.org/10.5479/sil.324338.39088000885681 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/2e52kdus
De Broglie, Louis: Waves and Quanta. Nature 112. (1923):2815. 540–540. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1038/112540a0 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/mrye7fbk
Einstein, Albert: Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Annalen der Physik 322. (1905):1. 132–148. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19053220607 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/mt9cmkuj
Einstein, Albert: Zur Theorie der Lichterzeugung und Lichtabsorption. Annalen der Physik 325. (1906):6. 199–206. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19063250613 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/y4894pnb
Einstein, Albert: Die Plancksche Theorie der Strahlung und die Theorie der spezifischen Wärme. Annalen der Physik 327. (1907):1. 180–190. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19063270110 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/3y7eh7yj
Heisenberg, Werner Karl: Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. Zeitschrift für Physik 43. (1927):3–4. 172–198. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1007/BF01397280 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/57jj7bwh
Humphreys, Curtis Judson: The sixth series in the spectrum of atomic hydrogen. Journal of Research of the National Bureau of Standards 50. (1953):1. 1–6. ǁ [DOI] https://doi.org/10.6028/jres.050.001
Jammer, Max: The conceptual development of quantum mechanics. New York, 1966. ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/mrympp46
Kirchhoff, Gustav Robert - Bunsen, Robert Wilhelm: Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen. Annalen der Physik 186. (1860):6. 161–189. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.18601860602 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/yebpe6m8
Kirchhoff, Gustav Robert - Bunsen, Robert Wilhelm: Chemical analysis by spectrum-observations. Philosophical Magazine Series (4) 20. (1860):131. 88–109. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786446008642913 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/bd2a392w
Lyman, Theodore: The spectrum of hydrogen in the region of extremely short wave-length. Astrophysical Journal 23. (1906):3. 181–210. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1086/141330 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/yn7n6smx
Maxwell, James Clerk: A dynamical theory of the electromagnetic field. Philosophical Transactions 155. (1865):1. 459–512. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1098/rstl.1865.0008 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/3tkryape
Mengyelejev, Dmitrij Ivanovics: Cooтнoшeниe cвoйcтв c aтoмным вecoм элeмeнтoв. Журнал Русского Химического Общества 1. (1869):2–3., 60–77.
Mengyelejev, Dmitrij Ivanovics: Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente. Zeitschrift für Chemie Neue Folge V. Band 12. (1869):1. 405–406.
Mérő László: Az ész segédigéi. Budapest, 2019.
Nicholson, John William: The spectrum of nebulium. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 72. (1911):1. 49–64. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1093/mnras/72.1.49 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/3sjt74ac
Paschen, Friedrich: Zur Kenntnis ultraroter Linienspektra. I. (Normalwellenlängen bis 27000 Å.-E.). Annalen der Physik 332. (1908):13. 537–570. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19083321303 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/3vnn5sjn
Pfund, August Herman: The emission of nitrogen and hydrogen in the infrared. Journal of the Optical Society of America 9. (1924):3. 193–196. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1364/JOSA.9.000193 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/mckp8mzu
Planck, Max: Zur Theorie der Wärmestrahlung. Annalen der Physik 336. (1910):4. 758–768. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19103360406 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/45dh3zh5
Planck, Max: Über die Begründung des Gesetzes der schwarzen Strahlung. Annalen der Physik 342. (1910):4. 642–656. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19123420403 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/4ttj88s3
Planck, Max: Eine neue Strahlungshypothese. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 13. (1911) 138–148.
Raman, Chandrasekhara Venkata - Bhagavantam, Suri: Spin of light quanta. Nature 128. (1931):3234. 727–727. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1038/128727c0 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/ruy5cbdt
Russell, Alexander Stuart - Rossi, R.: An investigation of the spectrum of ionium. Proceedings of the Royal Society (London) A 87. (1912):598. 478–484. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1098/rspa.1912.0100 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/3mbtezze
Rutherford, Ernest: The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom. Philosophical Magazine Series (6) 21. (1911):125. 669–688. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786440508637080 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/mvsytzne
Rydberg, Johannes Robert: Researches sur la constitution des spectres d’émission des éléments chimiques. Kongliga Svenska Vetenskaps-Akademiens Handlingar 2nd series 23. (1890):11. 1–177. ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/yc7untpw
Rydberg, Johannes Robert: On the structure of the line-spectra of the chemical elements. Philosophical Magazine Series (5) 29. (1890):179. 331–337. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786449008619945 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/4sf8ntmj
Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete. Ötödik kiadás. Budapest, 2011. ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/46maztdj
Tank, Franz: Über Serienspektren nach dem Bohrschen Modell. Annalen der Physik 364. (1919):12. 293–331. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1002/andp.19193641202 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/52djfzrd
Thomson, Joseph John: Cathode rays. Philosophical Magazine Series (5) 44. (1897):269. 293–316. ǁ [DOI] https://doi.org/10.1080/14786449708621070 ǁ [Google Scholar] https://tinyurl.com/5y2289u9
Veszprémi Tamás: Általános kémia. Második kiadás. Budapest, 2015.
Downloads
Megjelent
Hogyan kell idézni
Folyóirat szám
Rovat
License
Copyright (c) 2023 Per Aspera ad Astra
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
