Da jeg var på skolen, lærte jeg (fra Democritus) at et atom var likt et solsystem, med kjernen som solen, og elektronene å være planetene. Selvfølgelig er det noen forskjeller:
-
«Solen» er ikke en enkelt enhet, men en samling protoner og nuetroner.
-
To planeter kan dele en bane (noe som også kan være mulig i et solsystem, men det skjer ikke i vårt solsystem).
Er denne modellen fortsatt gyldig? Her er mine problemer med det:
-
I «Surely You» re Joking, Mr Feynman «antyder Richard Feynman at elektroner mer er et teoretisk begrep enn virkelige objekter.
-
Jeg har problemer med å forstå atombindinger (ioniske og kovalente) i denne modellen.
-
Jeg har også problemer med å forstå elektron «banehopping» i denne modellen, samt flere andre ting.
Finnes det en bedre modell for noen som lærer dette for første gang?
Kommentarer
- 1., dette er ikke fra Demokrit. Fordi vi ikke har originale tekster, vet vi ikke om han hadde ideer til noen " struktur " av hans " atomer ". 2. denne modellen av Bohr var aldri egentlig " gyldig ", (etter dagens standarder) fordi den hadde flere mangler enn godbiter. Det var først etter DeBroglies ideer, at Bohrs modell gaine d litt respekt. Og til resten: Har du noen gang hørt om kvantemekanikk? For kjemi, bruk best av Schr ö dingers ligning.
- Det ' er gyldig i den forstand at det ' et geometrisk bilde som hjelper deg å visualisere skalaen. Det ' er ikke gyldig i den forstand at alle prosesser som foregår i denne skalaen er beskrevet av kvanteteorien, som ikke er som tyngdekraften i det hele tatt.
- Hvordan er at du har problemer med å forstå ionebinding i denne modellen?
- btw, Det er definitivt ikke Demokrit. Atomene hans var store, strukturen var noen indre egenskaper " rithmos, diatigue, trop ". Epicurus-atomer hadde en liten størrelse, og Copernicus sammenligner mellom størrelsen på et atom og størrelsen på solsystemet, men uten å antyde noen likhet eller underkonstruksjon.
Svar
Ja, modellen er like gyldig som den noen gang har vært, og nei, det er ikke bedre modeller for å forklare den for noen første gang (IMHO).
Som Georg påpekte, var ikke modellen noen gang matematisk gyldig. Det er rett og slett ikke mulig å oversette den relativistiske modellen til et planetarisk system til atomstruktur. Hvis publikum forventes, eller er ment, å faktisk bruke modellen til gjøre kvantitative spådommer, er planetmodellen ganske ubrukelig …
Men folk som lærer om atomer for første gang forventes nesten ikke å bruke modellen til å komme med kvantitative spådommer. skolesystemer i USA introduserer atomerbegrepet før fylte 14 år. Når du har kanskje en time om dagen i noen dager for å snakke om atomstruktur, vil det rett og slett ikke være mulig å ta opp emnet mer detaljert.
Planetmodellen samsvarer verken med virkeligheten eller gir gyldige spådommer, men for et 12 år gammelt barn som har noe konsept om hvordan ting kan bane rundt hverandre den planetariske modellen gir i det minste noen av de riktige ideene. Det lar studenten visualisere og skille mellom en kjerne og elektroner [kjernefysikk]; å konseptualisere elektrontap, gevinst og deling [kjemi]; bevegelse av elektroner langs et materiale [elektrisitet og magnetisme]; og til slutt fotonemisjon og absorpsjon [optikk].
Med tanke på at bare et veldig lite antall av disse studentene vil fortsette å lære fysikk på et høyere nivå, ser fordelene ut til å oppveie feilene. Dette er spesielt tilfelle med tanke på at de som fortsetter å lære mer, har en tendens til å være studentene som er i stand til å forlate den gamle modellen.
Kommentarer
- Ærlig talt er det ' mulig å få enda mer ut av modellen enn det jeg nevnte ovenfor. På et mye dypere nivå antyder modellen riktig at elektroner opptar plass som er radielt mer fjernt fra sentrum enn nøytroner og protoner; denne avstanden har en tendens til å øke med antall elektroner; nøytroner og protoner er ekskludert fra å okkupere det samme fysiske rommet; og kjemiske reaksjoner er mer sannsynlige enn kjernefysiske. På et kvalitativt nivå er modellen ikke ' t så dårlig.
- Dette betyr at modellen er nyttig , som Platon ' s « medisinsk løgn.» Det indikerer ikke at det er gyldig . Jeg møtte en filosofiprofessor som hadde gitt opp vitenskap på videregående skole etter at hun fant ut at hun hadde blitt løyet av sine tidligere lærere ved hjelp av denne planetariske modellen … og hun ' t enig med Platon heller ….
- Jeg tror jeg er enig med joseph her: modellen er nyttig , men ikke gyldig . I det minste begynner å si " Ja, modellen er like gyldig som den noen gang har vært ", er grovt misvisende (til og med Selv om jeg ser hvordan det teknisk sett kan betraktes som et sant utsagn).
- Og hvilken modell foreslår du da er gyldig? Er det mulig å ha gyldighetsgrader? Hvis du krever absolutt sammenheng mellom teori og virkelighet, er standardmodellen for partikkelfysikk helt sikkert ugyldig. Spørsmålet om modellen er " fremdeles gyldig. " Tolkningen av ordet " gyldig " slik du antyder at det ville gjøre selve spørsmålet meningsløst.
- Alle modeller er ugyldige – noen modeller er nyttige. At ' egentlig er definisjonen av fysikk.
Svar
Modellen er veldig ugyldig, og av alle grunnene du nevner: kjemiske bindinger er uforklarlige når det gjelder denne modellen osv. Og av andre grunner nevner du ikke, men som ble forstått på det tidspunktet: en roterende ladet partikkel (slik som elektronen skal være i denne modellen) genererer en radiobølge på samme måte som antennene våre gjør, så den mister energi og må falle i kjernen i løpet av splittede sekunder.
Pedagogikk har ikke kommet opp med en mer gyldig modell som lykkes med alle de tingene som Mr. Redwine påpeker riktig, kommer over ved å bruke den ugyldige planetariske modellen. Men kanskje vi prøver, kan noe gjøres med de Broglie materiebølgemodellen eller med Schroedinger «s ( tidlig, naiv og feil) forståelse av elektronbølgen. En slik modell er mer gyldig, selv når du utelater all omtale av sannsynligheter, så det er kanskje ikke helt gyldig, og jeg tror noe kan gjøres med det. Se svaret mitt på det tilknyttede spørsmålet.
Kommentarer
- Detaljene i kjemiske bindinger er uforklarlige – men mye uorganisk kjemi forutsies ganske godt ved ganske enkelt å få eller miste valenselektroner. Etter hvert som modeller går, ' er ganske god valuta for pengene!
Svar
Ja, i noen tilfeller .
Nesten et århundre etter at den danske fysikeren Niels Bohr tilbød sin planetlignende modell av hydrogenatomet, et Rice University-ledet team av fysikere har laget gigantiske, millimeter store atomer som ligner det nærmere enn noen annen eksperimentell realisering som ennå er oppnådd.
Ved hjelp av lasere begeistret forskerne kaliumatomer. til ekstremt høye nivåer. Bruk en forsiktig hale ored serie med korte elektriske pulser, var teamet i stand til å lokke atomene til en presis konfigurasjon med ett punktlignende, " lokalisert " elektron som kretser langt fra kjernen
Kommentarer
- Siden elektronene bare forblir lokalisert i sirkulær bane i flere omdreininger, dette er ikke atomer siden de lider av ustabiliteten som førte til at Bohr i første omgang oppfant kvanteteori: en roterende ladet partikkel mister energi ved elektromagnetisk stråling og kan ikke holde seg i bane. Så ahem, det ' er egentlig ikke en bane …