Atom

1. Atom B.Chaimongkol

2. People have long asked, • "What is the world made of?" and • "What holds it together?"

3. What is the World Made of? • สมัยก่อนผู้คนเชื่อกันว่า โลกประกอบด้วย ส่วนประกอบพื้นฐานจากธรรมชาติมารวมกัน • ส่วนประกอบพื้นฐานดังกล่าวคือ Earth, Air, Fire, water

4. The atom • Today we know that there is something more fundamental than earth, water, air, and fire... • Around 1900, people thought of atoms as permeable balls with bits of electric charge bouncing around inside. • But is the atom fundamental?

5. Is the Atom Fundamental? • โดยพิจารณาการจัดตัวของธาตุตามตารางธาตุ เราอาจจัดอะตอมเป็นกลุ่มๆ โดยพิจารณาจากสมบัติทางเคมีที่คล้ายกัน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า อะตอมประกอบด้วยส่วนเล็กๆที่มารวมตัวกัน • จากความรู้ ข้อมูลจากการทดลอง ทำให้ ทราบว่า อะตอมจะมีขนาดเล็ก ซึ่งประกอบด้วย นิวเคลียสที่มีประจุบวก และกลุ่มอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นประจุลบอยู่โดยรอบ

6. Is the Nucleus Fundamental? • สมัยแรก นักวิทยาศาสตร์คิดว่า นิวเคลียสเป็น องค์ประกอบ พื้นฐาน เนื่องจาก นิวเคลียสมีขนาดเล็กมาก, แข็ง และ ความหนาแน่น • แต่ปัจจุบัน พบว่า ภายในนิวเคลียส ประกอบด้วย โปรตอน และนิวตรอน So, then, are protons and neutrons fundamental?

7. Are Protons and Neutrons Fundamental? • ปัจจุบัน นักฟิสิกส์ได้พบว่า โปรตอน และ นิวตรอน ประกอบด้วย อนุภาคที่เล็กๆ ซึ่งเรียกว่าควากซ์ (Quarks) • After extensively testing this theory, scientists now suspect thatquarks and the electron are fundamental.

8. The Modern Atom Model • แบบจำลองอะตอมในปัจจุบัน คือ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่อยู่รอบๆนิวเคลียส ซึ่งภายในนิวเคลียสจะประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา และภายในโปรตอนและ นิวตรอนจะประกอบด้วย quarks ซึ่งจะ เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา การเปรียบเทียบขนาดของอะตอม ถ้าให้โปรตอนและนิวตรอน มีขนาด เส้นผ่าศูนย์กลาง 1 cm. - อิเล็กตรอนและ quarks จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่าเส้นผม - อะตอมจะมีเส้นผ่าศูนย์กลางมากกว่าความยาวของสนามฟุตบอล 30 สนาม โดยที่ 99.999999999999% ของอะตอมจะเป็นพื้นที่ว่างเปล่า

9. The Scale of the Atom

10. The Standard Model • แนวคิดของนักฟิสิกส์ที่ใช้อธิบายว่า โลกประกอบด้วยอะไร และยึดเหนี่ยวกันอย่างไร โดยจะเกี่ยวข้องกับอนุภาคและแรงดังนี้ • 6 quarks • 6 leptons (อิเล็กตรอน) • Force carrier particles, like the photon

11. Quarks • ควากซ์ เป็นองค์ประกอบของสาร โดยที่สารต่างๆจะประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งภายในจะมีควากซ์ • ควากซ์จะประกอบด้วย 6 แบบ โดยแบ่งเป็นคู่ๆ คือ up/down, charm/strange, and top/bottom.

12. A Lot to Remember • We have answered the questions, "What is the world made of?" and "What holds it together?" • * The world is made of six quarks and six leptons. Everything we see is a conglomeration of quarks and leptons. • * There are four fundamental forces and there are force carrier particles associated with each force.

13. Searching for the Atom's Structure • ปี คศ. 1909 Ernest Rutherfordได้ทดลองยิงอนุภาคอัลฟาไปยังแผ่นทองคำบางๆ ที่วางอยู่หน้าฉากที่เคลือบด้วยZnS2ปรากฏว่าจะเกิด จุดสว่างเล็กๆขึ้น บนแผ่นฉากที่รองรับ เมื่ออนุภาคอัลฟาตกกระทบ

14. เมื่อพิจารณาว่าอะตอมเป็นทรงกลม ที่เป็นกลาง อนุภาคอัลฟาควรจะผ่านทะลุแผ่นทองคำบางๆและไปกระทบกับฉากเรืองแสงทั้งหมด แต่ผลการทดลองปรากฏว่า มีอนุภาคบางส่วนที่เกิดการหักเหโดยทำมุมกับแผ่นทองคำบาง และบางส่วนจะปรากฏ จุดเรืองแสงขึ้นที่ฉากซึ่งอยู่ด้านหน้าของแผ่นทองคำบาง Rutherford's Result

15. การที่มีอนุภาคอัลฟาบางส่วนเกิดการหักเห และสะท้อนกลับไปนั้นรัทเทอร์ฟอร์ด ได้สรุปว่า ภายในอะตอมจะต้องมีบางสิ่งที่มีขนาดเล็กมาก, มีความหนาแน่นสูง และมีประจุบวก ซึ่งจะทำให้อนุภาคอัลฟา ที่วิ่งมากระทบจะเกิดการหักเหและสะท้อนกลับได้ ซึ่งก็คือ “นิวเคลียส” ภาพประกอบคำอธิบาย Rutherford's Analysis

16. เอกสารอ้างอิง • http://particleadventure.org/particleadventure/frameless/startstandard.html