ATOMIŚCI XIX WIEKU

XIX wiek to przede wszystkim okres badań nad elektrycznością i magnetyzmem. Nauki te stały się naukami przewodnimi stulecia, a na ich osiągnięciach opierało się wiele przełomowych dla ludzkości wynalazków. Badania nad naturą elektryczności i magnetyzmu wpłynęły na lepsze poznanie zjawisk atomowych i świata mikrocząstek. Naukowcy opracowali wiele praw odnoszących się do struktury mikroświata. W końcu w latach 90-tych XIX wieku wykryto pierwszą cząstkę elementarną -elektron.

Andre Marie Ampere żył w latach 1775-1836 opisał pole magnetyczne występujące naokoło przewodnika, w którym płynie prąd.

Amadeo Avogadro Di Quaregna żyjący w latach 1776-1856 zajął się badaniem cząsteczek i ich właściwości. Podał prawo, które mówiło o tym, że przy stałej temperaturze i ciśnieniu liczba cząsteczek gazu zajmujących tą samą objętość jest taka sama. Twierdził również, że gramocząsteczka każdej substancji zawiera tą samą liczbę cząsteczek (liczba ta wyznaczona w 1906 została nazwana liczbą Avogadry).

Hans Christian Oersted żyjący w latach 1777-1851 naukowiec odkrył zjawisko oddziaływania prądu elektrycznego na igłę magnetyczną -był to początek badań nad elektromagnetyzmem.

Innym wielkim atomistą był William Prout Brytyjczyk żyjący w latach 1785-1850. W 1815 roku postawił tezę, że wszystko składa się atomów wodoru. Poszukując prostego opisu świata doszedł do wniosku, że skoro wodór jest najlżejszym z pierwiastków -jego liczba masowa wynosi jeden, to wszystkie cięższe pierwiastki, których liczba masowa jest w przybliżeniu wielokrotnością masy wodoru, składają się właśnie z wielu atomów wodoru. Hipoteza ta została obalona, gdy odkryto, że liczba masowa chloru wynosi 35,5 (nie wiedziano jeszcze wtedy, że chlor składa się z dwóch odmian -izotopów o różnej masie atomowej).

Michael Faraday -wielki fizyk i chemik żyjący w latach 1791-1867. Zajął się badaniami w dziedzinie elektrochemii -opracował prawa elektrolizy, które pozwoliły lepiej zrozumieć te procesy, uporządkował terminy elektrochemiczne. Badał powiązania elektromagnetyczne (wynalazł transformator, dynamo). Zastanawiał się nad oddziaływaniem na siebie atomów. Twierdził, że oddziaływanie to jest przenoszone przez pole czyli zdolność przestrzeni do ulegania zaburzeniom, wywołanym przez jakieś źródło. W swoich pracach starał się wyjaśnić związek atomu z siłami elektrycznymi.

Joseph Loschmidt żyjący w latach 1821-1895 znalazł rząd wielkości atomów (10^-8 cm).

Rudolf Emanuel Clausius żyjący w latach 1822-1888 niemiecki (urodzony w Koszalinie) fizyk-atomista w opisie ruchów atomów wykorzystał matematyczne reguły statystyki. Odkrył, że temperatura ciała zależy od bezładnego ruchu atomów wchodzących w skład tego ciała. Podał drugą zasadę termodynamiki, zgodnie z którą ciepło nie może samorzutnie przepływać od ciała zimniejszego do cieplejszego. Badając bezładny ruch atomów określił średnią drogę swobodną, czyli statystyczną odległość jaką może przebyć cząsteczka pomiędzy kolejnymi zderzeniami.

James Clerk Maxwell żyjący w latach 1831-1879 określił prawo rozkładu prędkości cząstek gazów (przy założeniu, że gaz złożony jest z bezładnie poruszających się molekułów), badał zagadnienie tarcia wewnętrznego w gazie, wyjaśnił powolność zjawiska dyfuzji (na podstawie założeń atomistycznych)
Najważniejsze prace Maxwella dotyczyły zjawisk elektromagnetycznych. Zebrał on teorie i tezy Faradaya i nadał im matematyczną, symetryczną formę. Zrównał pole magnetyczne z elektrycznym. Przewidział istnienie fal elektromagnetycznych i wyznaczył prędkość ich rozchodzenia się w pustej przestrzeni -prędkość z jaką rozchodzi się światło.

Dymitr Mendelejew -wielki chemik rosyjski żyjący w latach 1834-1907, opracowywując podręcznik dla studentów, układając pierwiastki według ciężaru atomowego zauważył prostą zależność -co ósmy pierwiastek miał podobne właściwości. Ułożył więc je w osiem kolumn (nie wypełnił wszystkich miejsc, gdyż niektóre pierwiastki były jeszcze wtedy nie znane). W 1875 roku został odkryty nowy pierwiastek -gal, którego istnienie i właściwości przewidział Mendelejew (niedługo później odkryto skand i german). Potwierdziło to słuszność tablicy, którą stworzył ten wielki chemik.

Johannes Diderik van der Walls żyjący w latach 1837-1923 holenderski uczony zajmował się badaniem sił istniejących pomiędzy cząsteczkami gazu. Wyobrażał on sobie te cząsteczki jako kule, między którymi występuje siła przyciągania rosnąca wraz ze zbliżaniem cząstek, aż do chwili ich zetknięcia. Uwzględnienie tych sił pozwoliło wprowadzić poprawki do równania stanu gazu, a w końcu do sformułowania przez tego naukowca prawa gazu rzeczywistego. Opisał w nim zależność między ciśnieniem, objętością, a temperaturą gazu.

John William Strutt Rayleigh żyjący w latach 1842-1919 wielki uczony zajmował się wieloma zagadnieniami fizyki. Między innymi starał się wyliczyć liczbę Avogadry, wyznaczał wielkości cząstek różnych związków, badał zjawisko napięcia powierzchniowego dzięki czemu mógł obliczać siły działające między cząsteczkami. W 1894 roku wraz z William Ramsay odkrył pierwszy gaz szlachetny -argon.

Ludwig Eduard Boltzmann żyjący w latach 1844-1906 był jednym z najbardziej wszechstronnych fizyków XIX wieku. Badał zjawiska zachodzące w gazach -opracował ogólniejsze prawo rozkładu prędkości cząsteczek w gazie (prawo Maxwella-Boltzmanna). W badaniach nad termodynamiką wprowadził pojęcie prawdopodobieństwa. Opracował równanie transportu gazowego -prawo opisujące przenoszenie w gazach różnego typu zaburzeń -zmian temperatury, prędkości, gęstości. Zaburzenia te są przenoszone poprzez kolejne zderzenia między cząsteczkami. Równanie sformułowane przez Boltzmann pozwoliło na dokładne wyjaśnienie dyfuzji, lepkości, przewodnictwa cieplnego, oraz umożliwiło wytłumaczenie efektu Halla (powstawanie pola elektrycznego przez współdziałanie zewnętrznego pola magnetycznego i prądu płynącego wprzewodniku).

Wilhelm Conrad Roentgen -żył w latach 1845-1923. Badał, między innymi, zjawisko promieniowania katodowego (zjawisko to występowało ono w czasie przepływu prądu elektrycznego przez rurkę z rozrzedzonym gazem -rurka zaczynała świecić naprzeciw ujemnej elektrody za co odpowiedzialne miały być niewidzialne promienie wypływające z katody). Naukowiec obserwował oddziaływani ich z metalami. Zauważył że znajdujące się obok zestawu doświadczalnego fluorescencyjne kryształy zaczynały świecić nawet wówczas, gdy doświadczeni przeprowadzał w całkowitej ciemności. Zjawisko to starał się wytłumaczyć istnieniem nieznanego i tajemniczego nowego rodzaju promieniowania -promieniowania X. Roentgen odkrył, że owo promieniowanie w różnym stopniu jest pochłaniane przez różne materiały. Pozwoliło mu to na wykonanie pierwszego zdjęcia szkieletu dłoni żyjącego człowieka.

Henri Antoine Becquerel żyjący w latach 1852-1908 fizyk próbował wykryć czy w czasie fluorescencji obok światła widzialnego wysyłane są również promienie X. Aby to sprawdzić użył klisz fotograficznych owiniętych szczelnie w nieprzenikliwy dla światła papier. Promienie Roentgena mogły bez kłopotu przenikać przez papier i je zaczerniać. Na tak opakowanych kliszach ułożył naświetlone próbki uranu. Klisze zostały zaciemnione, co jak stwierdził Becquerel miało być spowodowane wysłaniem przez nie promieni X. Jednak w kilka dni później zauważył, że również nie naświetlone próbki uranu dają ten sam efekt. Po raz pierwszy naukowiec opisał zjawisko promieniotwórczości.

William Ramsay naukowiec żyjący w latach 1852-1916, w 1894 roku wraz z Johnem Rayleighiemodkrył nowy pierwiastek, który nazwał argonem. Nie wchodził on w żadne związki i nie było dla niego miejsca w dotychczasowym układzie tablicy Mendelejewa. Musiano rozszerzyć układ o jedną kolumnę. Rok później odkrył on kolejny pierwiastek nowej grupy -hel, a w 1998 roku wyodrębnił wszystkie występujące w powietrzu gazy szlachetne czyli: argon, neon, hel, krypton, ksenon, a w 1910 roku odkrył radon.
Poza tymi badaniami Ramsay starał się zinterpretować ruchy Browna tłumacząc je jako zderzenia obserwowanych ciał z niewidocznymi cząsteczkami ośrodka.

Wielkim naukowcem końca XIX był żyjący w latach 1853-1928 Hendrik Antoon Lorentz. Chciał on powiązać zjawiska optyczne ze zjawiskami elektromagnetycznymi. Stworzył teorię elektronową opisującą zjawiska elektromagnetyczne pojawiające się w materii. Podał w niej wzór określający siły działające na ładunek poruszający się w polu elektromagnetycznym ładunek nazywanej dziś siłą Lorentza.

Heinrich Rudolf Hertz naukowiec żyjący w latach 1857-1894 badał fale elektromagnetyczne, uprościł równania Maxwella.

Svante August Arrhenius Szwed żyjący w latach 1859-1927 stworzył nowoczesną teorię dysocjacji, jako pierwszy podał opis zachowania się jonów w roztworze.

Pieter Zeeman żyjący w latach 1865-1943. Odkrył on efekt rozszczepiania widma atomów po umieszczeniu ich w zewnętrznym polu magnetycznym -zjawisko Zeemana.

Naukowcy XIX wieku dokonali wielu odkryć w dziedzinie badań mikroświata. Wyjaśnili wiele zagadnień związanych z elektromagnetyzmem, teorią kinetyczną gazów. Odkryto prominie X i promieniowanie radioaktywne. Zbudowano liczne urządzenia oparte na zjawiskach elektromagnetyzmu. Znalazły one wkrótce praktyczne zastosowania w różnych dziedzinach życia ludzkiego. Posłużyły one również jako sprzęt doświadczalny umożliwiający inne odkrycia w mikroświecie. Pod koniec XIX udało się w końcu wykryć pierwszą elementarną cząsteczkę -elektron.

Aby przeczytać o odkryciu elektronu kliknij:
ODKRYCIE ELEKTRONU

Aby przeczytać o atomistach wieku XVIII kliknij:
WIEK XVIII

Powrót do strony głównej

Bibliografia

English version