[원자론]원자모형의 변천과정

소개글

원자모델의 역사에 대해 러더포드부터 보어의 원자론, 그리고 그 후의 변천까지
정리해놓은 레포트 입니다. 물론 성적 잘나왔구요~ 관련 자료 필요하신 분은 많은 도움이 되리라 생각됩니다.^^

목차

1. 원자모델의 변천

2. 러더퍼드의 원자모델
-러더퍼드의 알파입자 산란실험
-산란공식 및 결과
-러더퍼드 원자모형의 문제점

3. 보어의 원자모델
-보어의 가설
-보어이론의 실험적 확증
-보어이론의 문제점

4. 보어, 좀머펠트 원자모델
-좀머펠트 이론의 문제점

5. 보어의 2차 모형 및 그 후

6. 참고문헌

본문내용

-빛과 함께 당시 물리학자들 연구 대상은 물질의 구성과 관련된 원자의 구조였다. 19세기까지만 해도 물질을 구성하는 가장 작은 단위가 원자라고 생각했었다. 원자는 영어로 아톰( Atom)이라하고 이 말은 그리스어로 ‘더 이상 나눌 수 없는 존재’라는 뜻에서 유래하였다.
근대적 의미에서 원자에 관한 최초의 믿을만한 논거는 1807년 돌턴에 의해 제시되었다. 돌턴의 원자론은 화합물과 원자를 구별하였고, 질량 보존의 법칙과 일정 성분비 법칙을 잘 설명하고 있다. 원자는 더 이상 나눌 수 없다는 가정을 돌턴이 하게 되고 돌턴은 원자를 당구공 같이 내부에 특별한 구조가 없는 단단한 공으로 생각하였다. 하지만 20세기 초에 여러 실험적 증거로 원자도 여러 입자로 이루어져 있다는 것을 알게 되었다.
1897년에는, 톰슨에 의해 처음으로 전자의 존재가 확인되었다. 톰슨은 진공관 안의 두 금속으로 이루어진 전극 사이에 높은 전압을 걸었을 때 방출하는 빛인 음극선을 조사하여, 음극선이란 음으로 하전된 입자들의 흐름이라는 것을 보여 주었다. 이 입자들을 전자라고 이름 붙였는데, 전자들은 음전하를 가지고 있지만 원자 자체는 중성이다. 따라서, 각 원자는 음전하와 동일한 양의 전하를 가져야 하며, 수 년 동안 이 양전하의 위치에 대한 논의가 진행되었다. 20세기 초 많은 과학자들은 원자란 전자가 푸딩의 건포도처럼 박혀 있는 양전하를 가진 젤리 형태의 둥근 덩어리로 생각하였다.
그러나 이러한 원자 모형은 러더포드에 의해 간단히 뒤집어졌다. 1911년 러더퍼드(Rutherford Birchard Hayes)는 알파입자를 금 박막에 충돌 시키는 실험을 통해서 원자 중심부에 양전하를 띈 원자핵이 모여 있다는 사실을 발견하였다. 실험결과에 따르면 놀랍게도 원자는 99.9999999999%가 비어 있었다. 이것은 축구 경기장에 모래 알 크기와 유사하다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 러더퍼드는 마치 태양계 행성과 같이 원자가 원자핵을 중심으로 전자가 돌고 있는 모델을 제안한다. 그러나 이 모델에는 아주 심각한 문제를 안고 있다. 러더퍼드 원자 모델에서는 전자가 핵 주위를 원운동 하고 있는데, 원운동을 하려면 전자가 지속적으로 운동의 방향을 바꾸어야 한다. 그런데 속도는 크기와 방향을 갖는 벡터(vector)양이므로, 크기는 같더라도 방향을 바꾸면 속도는 변한 것이 된다. 여기서 문제가 발생한다. 속도가 변했다면 가속도 운동을 했다는 뜻이 되는데, 전자가 가속도 운동을 하면 전자기파가 발생해 운동 에너지를 잃어버리게 된다. 결국 운동에너지를 잃어버린 전자는 원자로 끌려들어가 붕괴되어 버릴 것이다. 그러나 현실을 그렇지 않았다.

참고 자료

1.http://www.kangwon.ac.kr/~sericc/sci_lab/physics/rutherford/rutherford.html
2.http://science.kongju.ac.kr/highschool/phys/2/wave/atom/k5.html
3.http://www.kps.or.kr/home/kor/morgue/physicist/physicist_8.asp?globalmenu=6&localmenu= 1&physicistpagenum=8
4.http://100.naver.com/100.php?id=54412
5.http://phys.kyungwon.ac.kr/science/science_tip/episode/20-cen/bohr-atom.htm. 6.http://myhome.naver.com/wind37/a-sommeratom.htm
7.http://www.postech.ac.kr/press/pp/part02/ch100/sec020/
8.http://www.science.or.kr/lee/physics/bohr/bohr.html
9.http://www.hansung-sh.ed.seoul.kr/Keunsup/chapter5/atomphoton/보어의원자모형.htm