När jag gick i skolan lärde jag mig (från Democritus) att en atom liknade ett solsystem, med kärnan som solen och elektronerna är planeterna. Naturligtvis finns det några skillnader:
-
”solen” är inte en enda enhet, men en samling protoner och nuetroner.
-
Två planeter kan dela en bana (vilket kan vara möjligt i ett solsystem också, men det händer inte i vårt solsystem).
Är den här modellen fortfarande giltig? Här är mina problem med det:
-
I ”Säkert skämtar du, herr Feynman”, antyder Richard Feynman att elektroner är mer ett teoretiskt begrepp än verkliga objekt.
-
Jag har problem med att förstå atombindningar (joniska och kovalenta) i den här modellen.
-
Jag har också problem med att förstå elektron ”banhoppning” in denna modell, liksom flera andra saker.
Finns det en bättre modell för någon som lär sig detta för första gången?
Kommentarer
- 1: a, detta är inte från Demokrit. Eftersom vi inte har originaltexter vet vi inte om han hade idéer till någon " struktur " av hans " atomer ". 2: a denna modell av Bohr var aldrig riktigt " giltigt " (enligt dagens standarder) eftersom det hade fler brister än godsaker. Det var först efter DeBroglies-idéer som Bohrs modell gaine d lite respekt. Och till resten: Har du någonsin hört talas om kvantmekanik? För kemi använd bäst av Schr ö dingers ekvation.
- Det ' är giltigt i den meningen att det ' en geometrisk bild som hjälper dig att visualisera dess skala. Det ' är inte giltigt i den meningen att alla processer som pågår i denna skala beskrivs av kvantteorin, som inte alls liknar gravitationen.
- Hur är att du har problem med att förstå jonbindning i den här modellen?
- btw, Det är definitivt inte Demokrit. Hans atomer var stora, strukturen var några inre egenskaper " rithmos, diatigue, trop ". Epicurus-atomer hade en viss minutstorlek och Copernicus jämför jämförelsen mellan en atoms storlek och solsystemets storlek, men utan att antyda någon likhet eller underbyggnad.
Svar
Ja modellen är lika giltig som den någonsin varit och nej det finns inte bättre modeller för att förklara det för någon första gången (IMHO).
Som Georg påpekade var modellen inte någonsin matematiskt giltig. Det är helt enkelt inte möjligt att översätta den relativistiska modellen av ett planetsystem till atomstruktur. Om publiken förväntas eller är avsedd att faktiskt använda modellen för att göra kvantitativa förutsägelser, planetmodellen är ganska värdelös …
Men människor som lär sig om atomer för första gången förväntas nästan inte använda modellen för att göra kvantitativa förutsägelser. skolsystem i USA introducerar begreppet atomer före 14 års ålder. När du kanske har en timme om dagen i några dagar Det är helt enkelt inte möjligt att ta itu med ämnet mer detaljerat.
Planetmodellen överensstämmer varken med verkligheten eller gör giltiga förutsägelser, utan för ett 12 år gammalt barn som har något koncept för hur saker kan kretsa kring varandra den planetariska modellen ger åtminstone några av de rätta idéerna. Det gör det möjligt för eleven att visualisera och skilja mellan en kärna och elektroner [kärnfysik]; att konceptualisera elektronförlust, förstärkning och delning [kemi]; elektronernas rörelse längs ett material [elektricitet och magnetism]; och så småningom fotonemission och absorption [optik].
Med tanke på att endast ett mycket litet antal av dessa elever fortsätter att lära sig fysik på en högre nivå, verkar fördelarna uppväga bristerna. Detta är särskilt fallet med tanke på att de som fortsätter att lära sig mer tenderar att vara de elever som har mest möjlighet att överge den gamla modellen.
Kommentarer
- Ärligt talat är det ' möjligt att få ännu mer av modellen än vad jag listade ovan. På en mycket djupare nivå innebär modellen korrekt att elektroner upptar utrymme som är radiellt mer avlägset från centrum än neutroner och protoner; detta avstånd tenderar att öka med antalet elektroner; neutroner och protoner är uteslutna från att uppta samma fysiska utrymme; och kemiska reaktioner är mer troliga än kärnkraftsreaktioner. På en kvalitativ nivå är modellen inte ' t så dålig.
- Det betyder att modellen är användbar , som Platon ' s « medicinsk lögn.» Det indikerar inte att det är giltigt . Jag träffade en professor i filosofi som hade gett upp vetenskapen på gymnasiet efter att hon fick reda på att hon hade ljugit för sina tidigare lärare med den här planetmodellen … och hon ' t håller med Platon heller ….
- Jag tror att jag håller med joseph här: modellen är användbar , men inte giltig . Att börja med att säga " Ja, modellen är lika giltig som den någonsin har varit " är grovt missvisande (till och med även om jag ser hur det tekniskt sett kan betraktas som ett sant uttalande).
- Och vilken modell föreslår du är giltig? Är det möjligt att ha giltighetsgrader? Om du kräver absolut korrelation mellan teori och verklighet är standardmodellen för partikelfysik säkert ogiltig. Frågan som ställs om modellen är " fortfarande giltig. " Tolkningen av ordet " giltigt " som du föreslår att det skulle göra frågan själv meningslös.
- Alla modeller är ogiltiga – vissa modeller är användbara. Att ' i princip är definitionen av fysik.
Svar
Modellen är mycket ogiltig, och av alla skäl som du nämner: kemiska bindningar är oförklarliga när det gäller denna modell, etc. Och av andra skäl nämner du inte men som förstås vid den tiden: en roterande laddad partikel (t.ex. som elektronen ska vara i den här modellen) genererar en radiovåg på samma sätt som våra antenner gör, så den tappar energi och måste falla in i kärnan inom några sekunder.
Pedagogik har inte kommit med en mer giltig modell som lyckas med alla de saker som Mr Redwine påpekar korrekt får komma över med den ogiltiga planetmodellen. Men kanske om vi försöker kan något göras med de Broglie materia-vågmodellen eller med Schroedinger ”s ( tidig, naiv och felaktig) förståelse av elektronvågen. En sådan modell är mer giltig, även om man utelämnar allt omnämnande av sannolikheter så det är kanske inte helt giltigt, och jag tror att något kan göras med det. Se mitt svar på den länkade frågan. Kommentarer
- Detaljerna i kemiska bindningar är oförklarliga – men mycket oorganisk kemi förutses ganska väl genom att helt enkelt vinna eller förlora valenselektroner. Som modeller går ' är ganska bra valuta för pengarna!
Svar
Ja, i vissa fall .
Nästan ett sekel efter att den danska fysikern Niels Bohr erbjöd sin planetliknande en modell av väteatomen, ett Rice University-ledt team av fysiker har skapat jätte millimeterstora atomer som liknar den närmare än någon annan experimentell förverkligande som ännu uppnåtts.
Med hjälp av lasrar upphetsade forskarna kaliumatomer. till extremt höga nivåer. Använd en försiktigt svans ored-serien av korta elektriska pulser kunde laget sedan locka atomerna till en exakt konfiguration med en punktliknande " lokaliserad " elektron som kretsar långt ifrån kärnan
Kommentarer
- Eftersom elektronerna bara förblir lokaliserade i cirkulär bana för flera varv, dessa är inte atomer eftersom de lider av instabiliteten som fick Bohr att uppfinna kvantteorin i första hand: en roterande laddad partikel tappar energi genom elektromagnetisk strålning och kan inte stanna i omloppsbana. Så, ahem, det ' är inte riktigt en omloppsbana …