Stringtheorie und die Planetenmodell
Es gibt einige Probleme, die aus dem Standardmodell bleiben, die String-Theorie zu lösen will. Bei dem Versuch, die Atomstruktur, um herauszufinden, ein natürliches Modell für Wissenschaftler in der Vergangenheit zu sehen war das Planetenmodell, wie es in dieser Figur gezeigt. Die Elektronen bewegen sich um den Kern in Umlaufbahnen.
Der Physiker Niels Bohr bestimmt, daß diese Bahnen durch die gleichen Quanten Regeln regiert wurden, die Max-Planck ursprünglich im Jahr 1900 beworben hatte -, dass Energie in diskreten Paketen übertragen werden mussten.
In der Astronomie sind die Erde und Sonne miteinander durch die Schwerkraft angezogen, sondern weil die Erde in Bewegung um die Sonne ist, kommen sie nie in Kontakt. Ein ähnliches Modell könnte erklären, warum die negativen und positiven Abschnitte des Atoms nicht in Kontakt kam.
Das erste Planetenmodell wurde 1904 von Nobelpreisträger Hantaro Nagaoka vorgeschlagen. Es wurde an den Ringen des Saturn basiert und das Saturnian Modell genannt. Bestimmte Details des Modells wurden durch das Experiment widerlegt, und Nagaoka verlassen das Modell im Jahr 1908, aber Ernest Rutherford überarbeitet das Konzept seiner eigenen Planetenmodell im Jahr 1911 zu schaffen, die mehr im Einklang mit den experimentellen Beweis war.
Wenn Atome Elektronen emittiert, gefolgt die Energie des Elektrons ganz bestimmten Muster. Bohr erkannte 1913, dass dies Rutherfords Modell bedeutete eine Überarbeitung erforderlich. Um die Muster passen, bewarb er sich auf die Idee, dass Energie war quantisiert, oder zusammengebündelt in bestimmten Mengen, die für eine stabile Umlaufbahnen (anstelle der kollabierenden Orbits vorhergesagt durch Elektromagnetismus) erlaubt.
Jedes Elektron könnte existieren nur in einem bestimmten, genau definierten Energiezustand innerhalb seiner Umlaufbahn. Um von einer Umlaufbahn in eine andere Umlaufbahn benötigt, um die Elektronen genügend Energie zu haben, von einem Energiezustand in einen anderen zu springen.
Wegen der Quantennatur des Systems, die Hälfte der Menge an Energie, die Zugabe von einer Bahn zu einem anderen gehen nicht das Elektron bewegen auf halber Strecke zwischen den Umlaufbahnen. Das Elektron blieb in der ersten Umlaufbahn, bis sie genug Energie, erhielt sie treten den ganzen Weg in die höheren Energiezustand. Dies ist noch mehr von dem seltsamen Verhalten, das Sie haben (hoffentlich) kommen aus der Quantenphysik zu erwarten.
Das Rutherford-Bohr-Modell funktioniert recht gut bei der Beschreibung des Wasserstoffatoms, sondern als Atome komplexer werden, beginnt das Modell nach unten zu brechen. Dennoch halten die grundlegenden Prinzipien für alle Atome:
Ein Kern ist in der Mitte eines Atoms.
Elektronen bewegen sich in Umlaufbahnen um den Kern.
Die Elektronenbahnen quantisiert werden (sie diskreten Energieniveaus haben) und werden nach den Regeln der Quantenphysik beherrscht (obwohl es mehrere Jahre dauern würde, für diese Regeln entwickelt werden).