Blog
Dekadencja i co potem?
piko
piko piko
66 obserwujących 335 notek 649492 odsłony
piko, 9 czerwca 2018 r.

Model atomu Gryzińskiego - prostota, logika, fizyka

2906 94 2 A A A

W tekście "Mechanika kwantowa, czyli król nagi i bezczelny. Gryziński – klasyczne piękno atomu. Cz.1" zapowiadałem trochę konkretów w „sprawie atomu” w kolejnej części. Po pewnych zmaganiach z materią postaram się skrótowo przedstawić to, co autor Michał Gryziński zawarł na przeszło 200 stronach książki. Mam nadzieję, że nie ucierpi na tym jasność i poprawność wywodów. Nie jestem fizykiem atomowym, mój tekst jest popularną prezentacją jednego z działów fizyki. Przy okazji chciałbym pokazać otoczkę związaną z odkrywaniem najmniejszych cegiełek materii, problemów jakie wówczas napotkali fizycy i teorii jakie tworzyli.

Plan prezentacji jest następujący:

1. Jak badano atom i co odkryto
2. Światło - cząstka czy fala
3. QM –plaster na brak zrozumienia sensu natury
4. Model atomu Gryzińskiego

(Wersja tekstu bez stronicowania - http://naszsalon24.org/2018/06/09/model-atomu-gryzinskiego-prostota-logika-fizyka/)

1. Pole badań, metoda oraz pierwsze wyniki

Święty Augustyn (354-430) napisał:

„Gdzie nie ma rzeczy nie istnieje czas. Tak samo tylko tam gdzie są rzeczy istnieje przestrzeń”

Można powiedzieć, że jest to współczesna definicja czasoprzestrzeni w której wykonujemy badania i obserwacje. Układ przecinających się trzech płaszczyzn z określonym punktem początkowym i lokalny czas jest jedynym możliwym miejscem weryfikacji teorii. W XX w. do fizycznych teorii wprowadzono n-wymiarową „przestrzeń” i „matematyczny” czas co spowodowało zatarcie granicy pomiędzy matematycznymi aksjomatami a postulatami fizyki.

W „klasycznym” środowisku czasoprzestrzennym, na przełomie XIX w. i XX w., zaczęła się historia badań nad atomem. Wymienię tylko kilku przedstawicieli, którzy zasłużyli się na tym polu - Becquerel, Skłodowska, (odkrycie i badanie naturalnej promieniotwórczości), Roentgen (promienie X), Mendelejew (odkrycie reguł rządzących pierwiastkami), no i dwóch najważniejszych, czyli Thompson (odkrycie elektronu) i Rutherford (odkrycie jądra).

Jak odkrywano obiekty, które są elementarnymi cząstkami materii? W badaniach makroskopowych mamy wielkie zbiory cząstek a światło (luneta) czy strumień elektronów (mikroskop elektronowy) są narzędziem badawczym. Ale jak zaobserwować elektron czy foton, będąc na granicy podzielności materii?

Charakterystyczną cechą atomowego świata jest to, że procesy atomowe są niedostępne bezpośredniej obserwacji, a logiczne rozumowanie bazujące na danych makroskopowych jest jedynym źródłem informacji o wewnętrznej strukturze atomu, czy cząsteczki.
Jest zatem sprawą teorii rozszyfrowanie za pomocą matematycznego formalizmu informacji ukrytych w atomowych eksperymentach i stworzenie, niedostępnego bezpośrednio naszym zmysłom, obrazu mikroskopowego świata.

Kwestia badania tak małych obiektów stała się przedmiotem filozoficznych dysput wśród fizyków.  Pojawiła się pokusa aby odejść od klasycznych zasad determinizmu (przyczyna-skutek). Argumentowano, że można obserwować rozproszenie elektronu czy fotonu na innym elektronie, fotonie czy atomie, ale to jakby badać szklany przedmiot przy pomocy młotka. Do tego młotek jest czasami większy od badanego obiektu. I wówczas Heisenberg sformułował słuszną zasadę, że nie można obserwować elektronu nie zakłócając jednocześnie jego toru. Niestety rozciągnął tę zasadę w sposób fałszywy twierdząc, że w obrębie atomu w ogóle nie można operować pojęciem zlokalizowanego elektronu poruszającego się po określonej orbicie z określoną prędkością.
Istotnie nie mamy możliwości obserwowania pojedynczego elektronu poruszającego się w atomie, co nie oznacza, że elektron nie występuje jako cząstka z określoną trajektorią ruchu i prędkością.

Badanie atomu polegające na jego bombardowaniu innymi cząstkami powoduje zniszczenie badanego obiektu i faktycznie przypomina walenie młotkiem w delikatny szklany przedmiot. Ale pomimo pozoru, metoda „młotka” nie jest absurdalna i jest w mikroświecie najlepszą metodą badawczą. Stosując inteligentnie „młotek” i mając dużo próbek można się wiele dowiedzieć o rozbijanych obiektach – czy są duże, małe, ciężkie, lekkie, sprężyste, jaki mają kształt, jaki ładunek elektryczny, jak się zachowują w polu elektromagnetycznym.

Do czego doszli Thompson i Rutherford? Stosując pojęcia klasycznej fizyki, tzn. dynamikę Newtona i prawo Coulomba wykryli, że atom wodoru składa się z centralnie położonego ciężkiego jądra - protonu i z lekkiego elektronu. Na podstawie wielu różnych obserwacji  wydedukowano, że elektron (e) i proton (p)  posiadają identyczne ale przeciwne ładunki elektryczne oraz masę. Nie wnikano czym są w istocie -  sprowadzono je w obliczeniach do matematycznego punktu. Jednak wkrótce zdano sobie sprawę, że taki opis jest bardzo niedoskonały i uproszczony, podobnie jakby całą wiedzę o słońcu wyrazić tylko za pomocą jego masy i ładunku grawitacyjnego.

I rzeczywiście, dosyć szybko okazało się, że operując jedynie punktową masą i punktowym ładunkiem elektrycznym nie można wyjaśnić wielu zjawisk i konieczne jest poszerzenie opisu własności tych cząstek poprzez przypisanie im pewnych dodatkowych cech. Oczywiście opis tych nowych własności dalej nie wyjaśnia czym w istocie są elektron i proton.

W 1928 Goudsmit i Uhlenbeck odkryli, że elektron i proton mają własności namagnesowanego bąka. Okazało się, że zachowują się jak wirująca materia, jak wir wodny, tornado, bąk. Przy opisie takiego obiektu stosuje się pojęcie osi obrotu oraz jakąś wielkość, która nam powie czy mamy do czynienia z małym bączkiem, czy z wielkim bąkiem.

„Rzeczywisty obraz” obiektu można by przedstawić tak

image

a tak jego matematyczną, punktową reprezentację

Opublikowano: 09.06.2018 21:17. Ostatnia aktualizacja: 09.06.2018 22:15.
Autor: piko
Skomentuj Obserwuj notkę Napisz notkę Zgłoś nadużycie
NEWSY - TOP 5

O mnie

Jaki jestem? Normalny - tak sądzę.

Ostatnie notki

Obserwowane blogi

Najpopularniejsze notki

Ostatnie komentarze

  • @Partisan gardening  Kto teraz miałby zarządzać żebyś był spokojny?
  • Powołanie unioarmii to jak danie wariatowi pistoletu lub noża. Przecież ten twór...
  • O dyszę wylotową oparty jest zespół pierwszego wirnika sprężarki składający się z...

Tematy w dziale Technologie