ฟิสิกส์อะตอม เป็นบทหนึ่งที่ติด TOP ออกบ่อยในข้อสอบทุกสนาม น้องๆ สามารถดูสรุปที่ พี่ๆ ออนดีมานด์ จัดทำขึ้น ด้วยเทคนิค SUPER MAP ได้เลยนะคร้าบ ขอให้โชคดีกับการสอบครับผม!
“อะตอม” เป็นคำซึ่งมาจากภาษากรีก แปลว่า สิ่งที่เล็กที่สุด ซึ่งนักปราชญ์ชาวกรีกโบราณที่ชื่อ ลูซิพปุส และดิโมคริตุส ใช้สำหรับเรียกหน่วยที่เล็กที่สุดของสสาร ที่ไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก โดยเขาได้พยายามศึกษาเกี่ยวกับวัตถุที่มีขนาดเล็ก (ฟิสิกส์ระดับจุลภาค, microscopic) และมีแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารว่า สสารทั้งหลายประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด จะไม่สามารถมองเห็นได้ และจะไม่สามารถแบ่งแยกให้เล็กลงกว่านั้นได้อีก
ประวัติศาสตร์การศึกษาอะตอม
📌 โครงสร้างอะตอมสมัยโบราณ
- ลูชิพปุส : “หน่วยเล็กที่สุดไม่สามารถแบ่งแยกสารได้อีก คือ อะตอม”
- คิโมเครตุส : “อะตอมจัดเรียงตัวต่างกันจะได้สารต่างกัน”
- อริสโตเติล : “สารทุกชนิดมืองค์ประกอบมูลฐาน 4 อย่าง” (คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ)
📌 โครงสร้างอะตอมของดาลตัน (Dalton)
- แบบจำลองอะตอมของดาลตัน : Sir John Dalton
“อะตอมคือหน่วยเล็กที่สุด โดยอะตอมแต่ละธาตุมีสมบัติไม่เหมือนกัน“ - พบว่าประจุไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กับอะตอมของสาร (ค.ศ. 1834)
จากการทดลองแยกสารด้วยไฟฟ้าของ Michael Faraday - สร้างตารางธาตุ (ค.ศ. 1869) โดยเมนเดเลฟ
ธาตุในหมู่เดียวกันจะมีสมบัติคล้ายกัน → นำไปสู่การวิเคราะห์โครงสร้างอะตอม
📌 การค้นพบ electron และสมบัติพื้นฐาน
- ประดิษฐ์หลอดสุญญากาศ (ค.ศ. 1855) โดยไกสเลอร์
ค้นพบ electron (Cathode Ray) (ค.ศ. 1875)
- ครูกส์ (Sir William Crookes) พบรังสีแคโทด* พุ่งออกจากขั้วลบเป็นเส้นตรง และตัวมันมี ประจุในตัวเอง (ดัดแปลงหลอดสุญญากาศ)
การค้นพบประจุต่อมวลของ electron (ค.ศ. 1897)
- ทอมสัน (J.J. Thomson) พบว่ารังสีแคโทดเป็นลำอนุภาค มีประจุไฟฟ้าเป็นลบและสามารถทดลองหาประจุต่อมวล q/m ได้
การค้นพบประจุ eletron (การทดลองหยดน้ำมัน) (ค.ศ. 1911)
มิลลิแกน (Millikan) ทดลองหาปริมาณประจุลบที่เกาะบนหยดน้ำมัน
การพัฒนาแบบจำลองอะตอม
แบบจำลองอะตอมของ Thomson (ค.ศ. 1904)
- ให้ electron เป็นส่วนหนึ่งของอะตอม เพราะมีมวลน้อยมาก (9.1 x 10⁻³¹ kg) เมื่อเทียบกับมวลอะตอม
- แต่อะตอมที่มีสภาพเป็นกลางจึงต้องมีประจุบวกอยู่ภายในด้วย โดยมีจำนวนเท่ากับจำนวนประจุลบ
- ประจุ บวก กับ ลบ จะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในอะตอม
อะตอมของ Thomรon มีลักษณะเหมือนเม็ดลูกเกด (electron) ในเนื้อขนมปัง (ประจุบวกกระจายตัว)
แบบจำลองอะตอมของ Rutherford (ค.ศ. 1906)
การทดลอง “ยิงอนุภาคแอลฟา (α) ผ่านแผ่นไมกา”
ผลการทดลอง (ทิศทางของ α เมื่อยิงผ่านไมกา)
ส่วนใหญ่ : α ทะลุผ่านโดยทิศทางไม่เปลี่ยน
ส่วนน้อย : α มีการเบี่ยงเบนเล็กน้อย
น้อยมากๆ : α มีทิศทางสะท้อนกลับ
Rutherford เสนอแบบจำลองอะตอมหักล้าง แบบจำลองอะตอมของ Thomson และเสนอการคำนวณเพื่อหาขนาดนิวเคลียส โดย
ผลการคำนวณพบว่า ขนาดของอะตอมใหญ่กว่าขนาดนิวเคลียส ประมาณ 1 แสนเท่า
ซึ่งเป็นเครื่องยืนยันว่า พื้นที่ส่วนใหญ่ในอะตอมเป็นพื้นที่ว่าง
จุดอ่อนแบบจำลอง Rutherford
- ทำไมประจุชนิดเดียวกัน (+) สามารถรวมตัวอยู่ด้วยกันภายในนิวเคลียสได้
- ทำไม electron (-) จึงวิ่งวนรอบนิวเคลียสได้โดยไม่ถูกนิวเคลียส (+) ดูดเข้ามาและไม่สูญเสียพลังงาน
แบบจำลองอะตอมของ Niels Bohr
สำหรับน้องๆ ที่อยากเรียน ฟิสิกส์อะตอม ให้แม่นๆ กับพี่ๆ ออนดีมานด์ สามารถ คลิกที่นี่ เพื่อสมัครเรียนได้เลยนะครับ ถ้าเห็นว่าบทความนี้มีประโยชน์ก็อย่างลืมส่งต่อให้เพื่อนๆ ด้วยน้า 🥰
