Atome

Die Idee, dass unsere Welt aus Atomen – sehr kleinen Teilchen – besteht, hatten griechische Philosophen schon im fünften Jahrhundert vor Christus. Es dauerte aber bis zum Jahr 1908, bis genug Versuchsergebnisse und dazu passende wissenschaftliche Theorien vorlagen, so dass auch die letzten Zweifler davon überzeugt werden konnten, dass Atome nicht nur eine bloße Idee sind, sondern tatsächlich existieren. Dazu gehörten Beobachtungen über die Eigenschaften von Gasen, über chemische Reaktionen und über die brownsche Bewegung.

Eigenschaften von Gasen

Robert Boyle und Edme Mariotte entdeckten 1662 bzw. 1676, dass das Produkt aus dem Druck und dem Volumen eines idealen Gases konstant ist, wenn die Temperatur während eines Versuchs gleich bleibt. Daniel Bernoulli konnte 1740 zeigen, dass sich der gleichmäßige Druck eines Gases auf die Wand eines Behälters und der Zusammenhang zwischen Druck und Volumen durch zahllose Zusammenstöße kleinster Teilchen untereinander und mit der Behälterwand erklären lassen. Die Versuchsergebnisse über das Verhalten von Gasen fasste Amedeo Avogadro 1811 zusammen – verschiedene näherungsweise ideale Gase bestehen bei gleichen Werten von Volumen, Druck und Temperatur immer aus gleich vielen identischen Teilchen.

Chemische Reaktionen

Im Jahr 1808 postulierte der Naturforscher John Dalton aufgrund der Beobachtungen, dass beispielsweise Wasser immer aus gleichen Anteilen von Wasserstoff und Sauerstoff (2 : 1) und Kohlendioxid immer aus gleichen Anteilen von Kohlenstoff und Sauerstoff (1 : 2) gebildet wird, die Existenz von Atomen – wobei jedes chemische Element seine eigene Sorte von Atomen besitzt und die Atome verschiedener Sorten auch verschiedene Massen und Volumen haben.

Brownsche Bewegung

Der Botaniker Robert Brown bemerkte 1827, dass sich Pollen in Wasser unregelmäßig bewegen. Ludwig Boltzmann schlug als Erklärung für die Brownsche Bewegung vor, dass sich die Pollen deshalb bewegen, weil sie in zufälliger Weise von den Wassermolekülen angestoßen werden. Albert Einstein fasste diese Idee 1905 in eine mathematische Form. Schließlich konnte im Jahr 1908 Jean Perrin die sich aus den Gleichungen ergebenden Vorhersagen experimentell bestätigen. Die von ihm berechnete Größe der Wassermoleküle passte zur Größe der Luftmoleküle, die Josef Loschmidt 1865 bestimmt hatte. Loschmidt verwendete für seine Rechnung Messwerte aus Forschungsarbeiten von Rudolf Clausius und James Clerk Maxwell.

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Elektronen

Links
https://de.wikipedia.org/wiki/Atom
https://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Zustandsgleichung_idealer_Gase#Gesetz_von_Boyle-Mariotte
https://de.wikipedia.org/wiki/John_Dalton#Zur_Atomtheorie
https://de.wikipedia.org/wiki/Brownsche_Bewegung