NIEPODZIELNY ATOM od STAROśYTNOŚCI do NASZYCH CZASÓW R. SOSNOWSKI

Transkrypt

1 NIEPODZIELNY ATOM od STAROśYTNOŚCI do NASZYCH CZASÓW R. SOSNOWSKI

2 Czy kaŝda z tych form materii to inna materia? A moŝe tu jest tylko parę rodzajów materii pierwotnej?

3 Tales z Miletu ( p.n.e.) Filozof i matematyk, twórca Szkoły Miletańskiej Źródłem wszelkiej materii jest WODA

4 Prawdopodobnie Tales uwaŝał, Ŝe WODA jest źródłem wszelkiej materii, poniewaŝ jest ŹRÓDŁEM śycia. Wiadomo było, Ŝe woda zamienia się i w lód i w powietrze (parę). Sądzono, Ŝe zmieniając się moŝe tworzyć jeszcze inne materie

5 Co stanowiło materię pierwotną wg. StaroŜytnych Greków? Anaksymander z Miletu ( p.n.e.): Niewidoczna materia apeiron Anaksymenes z Miletu ( p.n.e.): Powietrze Empedokles z Akragas ( p.n.e.): Ziemia, powietrze, ogień i woda Ten pogląd przetrwał 2200 lat

6 Co stanowiło MATERIĘ PIERWOTNĄ w StaroŜytnych Indiach? Około VI wieku p.n.e. Ziemia, powietrze, ogień i woda (tak samo jak w Grecji) oraz eter a takŝe czas, przestrzeń, dusza oraz myśl

7 Co stanowiło MATERIĘ PIERWOTNĄ w StaroŜytnych Chinach? Wcześniej niŝ pismo chińskie, (być moŝe 3 tysiące p.n.e.) Ziemia, drewno, metal, ogień i woda (teoria 5-ciu elementów)

8 Leukippos V w. p.n.e. Demokryt p.n.e. Epikur p.n.e. Czy materię moŝna dzielić bez ograniczenia? Nie moŝna! Materia jest zbudowana z niepodzielnych atomów w próŝni.

9 Atomizm Hinduski (drugi, a moŝe pierwszy, ośrodek Atomizmu) Zgodnie z przekazem, twórcą poglądu, Ŝe materia składa się z małych, niepodzielnych, niezniszczalnych cząstek parmanu był hinduski filozof Kanada (VI w. p.n.e.), twórca systemu filozoficznego Waisieszika, autor(?) dzieła Waisieszika-Sutra.

10 Dlaczego pogląd o Atomowej Budowie Materii powstał w Grecji i w Indiach a nie w Egipcie, w Chinach lub w państwie Majów? Wszystkie te obszary odznaczały się, jak na owe czasy, znaczną wiedzą, rozwiniętą techniką i zorganizowanym Ŝyciem społecznym Co wyróŝniało Grecję i Indie

11 Pisma Greckie Dawgari Chińskie Egipskie Majów Litera: zapis głoski Heroglif: zapis słowa Słowa utworzone z liter to model materii utworzonej z atomów (?)

12 Koncepcja atomistycznej budowy materii nie była powszechnie przyjmowana Arystoteles ( p.n.e.) Najbardziej wszechstronny uczony StaroŜytności. Polemizował z atomistycznymi poglądami Leukipposa i Demokryta. Odrzucał istnienie atomów i próŝni. M.in. dzięki niemu nauka atomistów przechowała się do naszych czasów. Wywarł wielki wpływ na naukę Średniowiecza

13 Titus Lucretius Carus (ok p.n.e.) poeta rzymski i filozof epikurejczyk, ostatni znaczący atomista staroŝytności De Rerum Natura Gdyby nie było próŝni, to znaczy wolnej przestrzeni, gdzie przebywałyby ciałka? Jak miejsce mogłyby zmienić?

14 Przesłania staroŝytnych filozofów atomistów: I materia jest poznawalna więc prostsza niŝ myślimy II nie moŝna jej dzielić bez końca III Demokryt ok.60 traktatów Epikur ok.300 pism Przykłady, jak toczyć spory naukowe i jak bronić swych racji.

15 Dzięki czemu przetrwała część dorobku staroŝytności? Dzięki pierwszym klasztorom i ich bibliotekom Dzięki islamskiej nauce arabskiej (tłumaczeniom na arabski dzieł staroŝytnych filozofów, włączeniu dorobku staroŝytności do swej kultury)

16 Islamska filozofia arabska przyjęła wiele nauk StaroŜytnej Grecji, w tym nauki atomistów. Arabskie szkoły filozoficzne wiodły ze sobą spory dotyczące równieŝ istnienia atomów Były to spory prowadzone poprzez wymianę argumentów logicznych. Rzadko stosowano przemoc.

17 Nauka arabska przechowała dorobek staroŝytnej wiedzy i kultury. Nie rozwinęła jednak poglądów atomistycznych mimo dość powszechnego ich uznawania Podkreślała, Ŝe 1 atom nie tworzy substancji. Musi to być więcej atomów My teŝ tak uwaŝamy.

18 Atomistyka w Średniowieczu Św. Izydor z Sevilli (ok ) biskup Sevilli, Thierry de Chartres (zm. 1155) kanclerz szkoły biskupiej w Chartres, Wilhelm z Conches ( ) Vincent de Beauvais (zm. ok.1264) William of Ockham ( ) Nicolas z Autrecourt ( ) zmuszony do odwołania swych twierdzeń i spalenia pism

19 Atomistyka w Epoce Odrodzenia Giordano Bruno ( ) Galileusz ( ) Obydwaj uczeni byli poddani represjom za głoszenie teorii niezgodnych" z nauką Kościoła: heliocentrycznej teorii Kopernika oraz teorii o atomowej budowie materii. Jak wiemy obaj byli poddani represjom. Jan-Paweł II doprowadził do odwołania przez Kościół zarzutów postawionych Galileuszowi 5 wieków temu.

20 Pierre Gassendi ( ), kanonik w Digne Wskrzesiciel Atomistyki - Materia składa się z atomów - Atomy tworzą molekuły - Molekuły tworzą substancje. Atomy nie są wieczne, lecz zostały stworzone przez Boga PróŜnia naprawdę istnieje E. Torricelli w 1634 r.

21 Początek nowoczesnej wiedzy o ATOMACH Przełom XVIII i XIX wieku. Antoine-Laurent Lavoisier J.L. Lagrange: ( ) 1. Materia pierwotna StaroŜytnych Wystarczyła chwila * WODA by * utrącić tą głowę została a moŝe zdegradowana. sto lat nie wystarczy, Okazała się by substancją podobna złoŝoną. się odtworzyła 2. Wprowadził do chemii pomiary grawimetryczne.

22 Wiek XIX wiek tryumfu CHEMII i ATOMU Joseph-Louis Proust ( ) Prawo stałych proporcji John Dalton ( ) Prawo prostych proporcji wielokrotnych Jeremias B. Richter ( ) Prawo stosunków równowaŝnych A New System of Chemical Philosophy John DALTON Twórca nowoczesnej atomistyki

23 Pod koniec XIX w. Atomowa Teoria Budowy Materii była powszechnie przyjęta Materia pierwotna to pierwiastki ALE... Rosły podejrzenia, Ŝe odkryliśmy NIE TE ATOMY. StaroŜytni mówili o NIEPODZIELNYCH A NASZE zaczęły się dzielić

24 1. J.J. Thomson udowodnił, Ŝe z atomów róŝnych pierwiastków wyładowania elektryczne wyrywają takie same, ujemnie naładowane, cząstki elektrony (1897). 2. Odkryty przez małŝonków Curie rad i polon dostarczyły fizykom narzędzia do zbadania atomu (1898). 3. Ernest Rutherford pokazał, Ŝe masa i ładunek elektryczny (+) atomu skupione są w jego środku (1911). Powstała Atomistyka w jej obecnym znaczeniu.

25 1932 r. proton neutron elektron Model Atomu (1913) E. Rutherforda i N. Bohra (zmodyfikowany po odkryciu neutronu w 1932 r.) Uznawany takŝe dzisiaj. Mechanika kwantowa rozmyła tory elektronów Jest to materia pierwotna 1932 r

26 Nie tylko protony i neutrony mogą tworzyć jądra atomów W 1953 r. Marian Danysz i Jerzy Pniewski odkryli jądro atomu zawierające hiperon.

27 Nobel " Jerome I. Friedman Henry W. Kendall Richard E. Taylor

28 Proton posiada ziarnistą strukturę Te ziarna to kwarki (spin=1/2): kwarki u ładunek +2/3 e kwarki d ładunek 1/3 e 2 i 1 Neutron teŝ jest zbudowany z kwarków u i z kwarków d. 2 i 1 Jądra atomów nie są zbudowane z protonów i neutronów. Są zbudowane z kwarków u i d.

29 Tablica podstawowych ziaren materii kwarki ładunek +2/3 u ładunek 1/3 d leptony ładunek 0 ν-elektr. ν-mion. ν-tau. ładunek 1 elektron µ-mion τ-tau kwanty sił elektr-magn. γ-foton słabych W + W - Z 0 silnych gluon c t s b sek. Wszechśw.

30 Dlaczego we Wszechświecie jest tylko materia, a brak antymaterii? ZIEMIA ANTY ZIEMIA NadwyŜka materii nad antymaterią równa oznacza, Ŝe po spotkani Ziemi z Antyziemią wyzwoli się olbrzymia ilość energii promienistej a z Ziemi pozostanie ziarenko o średnicy 0.1 mm

31 Jak mogła powstać nadwyŝka materii nad antymaterią? Warunki A. Sacharowa 1. W zderzeniach musi pojawić się więcej cząstek niŝ antycząstek. NA TO POTRZEBA 6 KWARKÓW. 2. Materia i antymateria nie są w równowadze termodynamicznej Wszechświat się rozszerza.

32 Czy moŝna podzielić proton na oddzielne kwarki? Nie moŝna

33 Protony i neutrony moŝna rozpuścić w objętości wypełnionej gluonami (RHIC zespół z Wydz. Fiz. Politech. Warsz.) Au Au 100 GeV/A 100 GeV/A Być moŝe taka materia powstaje w RHIC

34 Czy istnieje jeszcze inna materia? Na pewno istnieje Czy dotarliśmy do kresu podziału materii? Prawodpodobnie dotarliśmy.

35 Czy dotarliśmy Pierwiastków do kresu było zbyt wiele podziału materii (ponad? sto) by być elementarnymi Baryony (protony, neutrony, itp. ) są teŝ zbyt liczne by być elementarnymi ziarnami materii Sześć kwarków (a być moŝe teŝ sześć leptonów) - tyle ich trzeba aby istniał nasz Wszechświat

36 Po paru tysiącach lat rozwoju atomistyki mamy powody do dumy. Materia okazuje się być poznawalną a ludzki umysł potrafił dotrzeć juŝ do bardzo głębokich warstw tego poznawania Dziś wypada nam się pochylić nad mądrością i przenikliwością staroŝytnych filozofów, twórców atomistycznej teorii budowy materii. Leukippos Demokryt Epikur

37 Nasze pokolenie ma satysfakcje bycia świadkiem i uczestnikiem wielkiego rozwoju wiedzy atomistycznej. R. SOSNOWSKI