ฟิสิกส์ อะตอม
1.ทฤษฎีอะตอม
ความคิดที่ว่าสสารประกอบด้วยอะตอมได้เริ่มตั้งแต่ก่อนคริสต์กาลประมาณ 400 ปีมาแล้ว และได้มีการปรับปรุงแก้ไขจนเป็นทฤษฎิอะตอมขึ้นซึ่งเรียงลำดับได้ดังนี้
1.1 ดีโมครีตุส (Democritus)
เป็นคนแรกที่เสนอทฤษฎีอะตอมของสสารขึ้น ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
1. สารทุกชนิดประกอบด้วยหน่วยที่เล็กที่สุดซึ่งไม่สามารถแยกต่อใปได้อีก เรียกว่าอะตอม และอะตอมนี้จะไม่มีการสูญหายหรือเกิดขึ้นใหม่ได้
2. อะตอมของสารทุกชนิดจะเหมือนกันหมดแต่โครงสร้างการจับตัวของอะตอมของสารแต่ละชนิดจะไม่เหมือนกัน ดังนั้นสารต่างชนิดกันจึงมีอะตอมเหมือนกัน แต่การจับตัวของอะตอมต่างกันเท่านั้น
3. ที่ว่างระหว่างอะตอม (Void) อะตอมสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างอิสระในที่ว่างนี้
1.2 อริสโตเติล (Aristotle)
เป็นผู้ที่ไม่เห็นด้วยกับทฤษฎีอะตอมของดีโมครีตุส ที่กล่าวว่าระหว่างอะตอมจะมีที่ว่าง เขาได้เสนอความคิดเห็นได้ดังนี้ สารทุกชนิดสามารถถูกแบ่งให้เล็กลงไปได้ โดยไม่มีที่สิ้นสุดและธาตุแท้ของสารทั้งหลายมีเพียงสี่อย่างเท่านั้นคือ " ดิน น้ำ ลม ไฟ " เนื่องจากขณะนั้นอริสโตเติลมีคนเลื่อมใสมากจึงทำให้ทฤษฎีอะตอมของดีโมครีตุสซบเซาไปเกือบสองพันปี
ทฤษฎีอะตอมเริ่มกลับมาสู่ความเชื่อถือใหม่อีกครั้งหนึ่ง ประมาณต้นคริสต์ศตวรรษที่ 17 โดยมีสาเหตุดังต่อไปนี้
1.ทอริเชอรี่ (Torricelli) สามารถประดิษฐ์เครื่องสูบอากาศ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสูญอากาศหรือสภาพว่างเปล่านั้นมีจริง
2.ทฤษฎีกลศาสตร์ของกาลิเลโอและนิวตันแสดงให้เห็นว่าคำสอนของอริสโตเติลหลายตอนไม่เป็นจริงทำให้ความเชื่อถือในคำสอนของอริสโตเติลเสื่อมคลายลง
3.โรเบิตบอยล์ (Robert Boyle ) ได้ทำการทดลองและสรุปไว้ว่า "ที่อุณหภูมิคงที่ความดันของก๊าซจะแปรผันกลับกับปริมาตรของก๊าซและเบอนูลี่ (Bernoulli) ได้ทำการพิสูจน์กฏของบอยล์ โดยสมมติให้ก๊าซประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ
(ซึ่งเรียกว่าโมเลกุล) วิ่งด้วยอัตราเร็วสูงและเกิดการชนกันตามกฏของนิวตัน ปรากฏว่าได้ผลออกมาตรงกับกฏของบอยล์ จึงเป็นการยืนยันได้ว่าอะตอมนั้นมีจริง
4.จากความเจริญของวิชาเคมี ได้มีการตั้งกฎทรงมวลและกฎสัดส่วนพหุคูณของปฏิกิริยาเคมีขึ้น จากกฎทั้งสองนี้ทำให้ดาลตันทำให้ดาลตันสร้างทฤษฎีอะตอมขึ้นสำเร็จประมาณต้นศตวรรษที่ 19
1.3 ทฤษฎีอะตอมของดาลตัน (Dalton) มีรายละเอียดดังนี้
1. สสารประกอบด้วยอะตอมซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้
2. อะตอมของธาตุต่างชนิดกันมีลักษณะต่างกัน อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีลักษณะเหมือนกันทุกประการ
3. อะตอมของธาตุชนิดหนึ่งจะเปลี่ยนเป็นอะตอมของธาตุชนิดอื่นไม่ได้
4. หน่วยย่อยของสารประกอบคือโมเลกุล จะประกอบด้วยอะตอมของธาตุองค์ประกอบในสัดส่วนที่แน่นอน
5. ในปฏิกิริยาเคมีใดๆ อะตอมจะสูญหาย หรือ เกิดขึ้นใหม่ไม่ได้แต่อะตอมจะเกิดการจัดเรียงตัวกันเป็นโมเลกุลใหม่เกิดเป็นสารประกอบใหม่ขึ้น
2. อิเล็กตรอน
ในปี ค.ศ. 1874 G.J. Stoney ได้อธิบายถึงลักษณะของอนุภาคไฟฟ้าที่อยู่ในสสารโดยกล่าวว่าอนุภาคไฟฟ้าที่อยู่ในสสารนั้นเป็นอนุภาคเล็กๆ และอนุภาคเหล่านั้นอยู่ร่วมกันกับอะตอม Stoney ได้เสนอชื่อของอนุภาคนั้นว่าอิเล็กตรอน
(Electron ) แต่นั่นเป็นเพียงการกล่าวถึงอิเล็กตรอนเท่านั้น จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 1879 Sir William Crookes ได้ทำการทดลองค้นพบอนุภาคไฟฟ้าที่เรียกว่าอิเล็กตรอนได้และต่อมาในปี ค.ศ. 1897 Sir J.J.Thomson ได้ทำการทดลอง และหาอัตราส่วนของประจุต่อมวลของอิเล็กตรอน จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 1909 R.A. Millikan จึงสามารถหาประจุและมวลของอิเล็กตรอนได้สำเร็จ
3.การทดลองของครูกส์ (Sir William Crookes)
ในปี ค.ศ.1894 Sir William Crookes ได้สร้างเครื่องมือชนิดหนึ่งขึ้นมาเป็นหลอดแก้วมีแผ่นโลหะ 2 แผ่น เรียกว่า อิเล็กโตรด ซึ่งต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าศักย์สูง แผ่นโลหะที่ต่อจากปลายด้านไฟฟ้าลบเรียกว่าคาโธด(Cathode) ส่วนแผ่นที่ต่อจากปลายด้านไฟฟ้าบวกเรียกว่าอาโนด (Anode) จัดให้เกิดความต่างศักย์ที่สูงมากระหว่างอิเล็กโตรดทั้งสอง สูบก๊าซออกเกือบหมดแสงสว่างนั้นจะหายไป ภายในหลอดจะมืดแต่เกิดเรืองแสงสีเขียวอ่อนที่ปลายหลอดแก้วด้านตรงข้ามกับคาโธด แสงนี้เกิดจากรังสีที่พุ่งมาจากคาโธด และเพื่อที่จะทดลองให้เห็นว่ารังสีคาโธดนี้เดินเป็นเส้นตรง ให้จัดแผ่นโลหะรูปกากบาทวางตั้งไว้ภายในหลอดจะปรากฏผลเป็นรูปกากบาทเกิดขึ้นที่ปลายหลอดแก้วด้านมีแสงเรืองดังรูปที่ 1 แสดงว่ารังสีที่มาจากคาโธดเดินเป็นเส้นตรงและผ่านทะลุแผ่นกากบาทนั้นไปไม่ได้ จึงไม่กระทบแก้วในส่วนที่กากบาทยังอยู่ เนื่องจากรังสีนี้พุ่งออกมาจากคาโธด จึงเรียกรังสีนี้ว่า รังสีคาโธด (Cathode ray )
