ทฤษฎีที่เกี่ยวกับอะตอมที่เป็นรูปธรรมแรกสุด
คือทฤษฎี อะตอมของดาลตัน
ตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1803
โดยได้กล่าวไว้แต่เพียงว่า
อะตอมคือหน่วยที่เล็กที่สุดของสสาร
ส่วนอะตอมเป็นอย่างไรนั้นได้มีผู้ทดลองและตั้งทฤษฎีในอตนปลายคริสต์ศ๖วรรษที่
19 โดยในปีค.ศ. 1897 เจ.เจ. ทอมป์สัน
นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ
ได้ค้นพบอนุภาคอิเล็กตรอนที่เป็นส่วนประกอบของอะตอมได้เป็นครั้งแรก
ต่อมาในปี ค.ศ. 1905 อัลเบิร์ต
ไอน์สไตน์
นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเชื้อสายยิว
ได้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะขึ้น
คือสมการ E = MC2 ความหมายของสมการนี้อธิบายได้ว่า
มวลสารและพลังงานมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด
และที่สภาพเหมาะสมมวลสารสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานอันมหาศาลได้
มวลสารเพียงแค่ครึ่งกิโลกรัม
จะให้พลังงานเท่ากับแรงระเบิด
ทีเอ็นที ขนาด 10
ล้านตันเลยทีเดียว
แต่ในสมัยนั้นไม่มีนักวิทยาศาสตร์ยอมรับทฤษฎีดังกล่าว
เพราะเป็นเรื่องที่ล้ำยุคเกินกว่าจะเข้าถึง
และไม่มีใครสามารถบอกได้ว่า
จะทำให้มวลสารปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมาได้โดยวิธีใด
ต่อมา เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด
นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ
ได้นำผลงานการค้นพบของ ทอมป์สัน
ไปค้นคว้าต่อ
และเสนอแบบจำลองของอะตอมขึ้นว่า
อะตอมประกอบด้วย อิเล็กตรอน
ซึ่งมีประจุลบโคจรรอบนิวเคลียสที่มีประจุบวก
เหมือนกับดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์นั่นเอง
นิลส์ บอร์
นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก
กลับไม่ค่อยจะเห็นด้วยนักกับทฤษฎีของ
รัทเทอร์ฟอร์ด
และได้ทำการค้นคว้าวิจัย
และปรับปรุงทฤษฎีของ
รัทเทอร์ฟอร์ด ให้สมบรูณ์ขึ้น
โดยบอร์ได้ค้นพบว่า อิเล็กตรอน
ไม่ได้โคจรรอบนิวเคลียสในลักษณะที่มีวงโคจรเฉพาะตัวเหมือนดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์
อย่างที่รัทเทอร์ฟอร์ดเข้าใจ
แต่อิเล็กตรอน
จะโคจรรอบอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็ว
และสามารถเปลี่ยนระดับชั้นของวงโคจรได้
ทำให้เกิดเสถียรภาพของระดับพลังงาน

วงการวิทยาศาสตร์ด้านฟิสิกส์เกี่ยวกับอะตอม
รุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว
มีนักฟิสิกส์ทั้งด้านทฤษฎีและนักทดลองหลายคนพยายามที่จะเข้าถึงความลับของอะตอมและนิวเคลียส
จึงนับเป็นย่างก้าวการเริ่มต้นของนิวเคลียส
และภายหลังจากที่ รัทเทอร์ฟอร์ด
ได้ทำการค้นคว้าเกี่ยวกับอะตอมมาหลายปี
รัท เทอร์ฟอร์ด
ก็คิดว่าสามารถเพิ่มโปรตอนเข้าไปในนิวเคลียส
ของธาตุใดธาตุหนึ่งได้
ธาตุนั้นจะต้องเปลี่ยนยเป็นธาตุอื่นก่อน
ซึ่งเป็นแนวคิดเดียวกับการเล่นแร่แปรธาตุ
เพราะเป็นที่ทราบกันดีว่าในตอนนั้นว่าแต่เพียงว่า
นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วย
โปรตอนซึ่งมีประจุบวก
ต่างกันตรงที่การเล่นแร่แปรธาตุนั้น
มุ่งเปลี่ยนธาตุหนึ่งให้กลายเป็นอีกธาตุหนึ่ง
โดยมิได้ใช้วิธีทางวิทยาศาสตร์
รัท เทอร์ฟอร์ด
พยายามพิสูจน์ความคิดนี้
โดยใช้อนุภาค แอลฟา
ซึ่งประกอบด้วย โปรตอน 2 ตัว
ระดมยิงนิวเคลียสของก๊าซต่างๆ
โดยการยัดเยียดโปรตอนให้แก่นิวเคลียสโดยตรง
เพื่อติดตามดูว่าจะเกิดธาตุใหม่ขึ้นหรือไม่
ในที่สุด รัท เทอร์ฟอร์ด
ก็ประสบความสำเร็จ เพราะในปี ค.ศ.
1919 รัท เทอร์ฟอร์ด
ได้ทดลองใช้อนุภาคแอลฟาระดมยิงอะตอมของก๊าซไนโตรเจน
ซึ่งมีโปรตอน 7 ตัว ในนิวเคลียส
ผลที่ได้จาการทดลองครั้งนั้นคือ
ได้ก๊าซออกซิเจน
ซึ่งเป็นธาตุที่มี โปรตอน 8 ตัว
และไฮโดรเจน ซึ่งมีโปรตอน 1 ตัว
แต่ปรากฎการณ์นี้เกิดขึ้นได้ยากมาก
เพราะอนุภาคแอลฟาและนิวเคลียสของไนโตรเจน
มีประจุบวกที่คอยผลักกันอยู่
จึงเป็นการยากที่จะยัดเยียดได้
อ่านต่อหน้าถัดไป
>>> |