빛과 원자

원자설은 어떻게 시작되었을까?

원자에 대한 사실이 어디서 시작해서 어떻게 끝났는지 알아보자.

 

1803년 존 돌턴(1766 ~ 1844)은 원자설을 제기한다.

모든 물질은 더 이상 쪼개질 수 없는 원자로 되어있다는 이론이다. 이 문장 하나로 세상의 모든 것이 설명되는 것 같았지만,

원자에 대해 계속해서 새로운 사실들이 나오게 된다.

 

독일의 물리학자, 빌헬름 콘라트 뢴트겐(1845~1923)은 금속이 원자에 부딫힐 때 나오는 짧은 파장이 손을 투시 할 수 있다는 것(= 엑스선)을 발견했고,

폴란드 출신의 프랑스 과학자, 퀴리 부인(1867 ~ 1934)은 원자에서 엄청난 양의 에너지가 지속적으로 나오는 것(라듐)을 발견했다.

빌헬름과 퀴리부인은 각각 엑스선과 라듐을 발견한 공로로, 노벨상을 수상하게된다.

 

그 후, 1897년 톰슨은 음극선 실험을 행하다가 질량을 가진 입자. 즉, 전자를 발견하게 되고, 나아가 원자핵까지 발견하게 된다.

전자와 원자핵을 바탕으로 그린 톰슨의 원자모형은, 양성자와 전자가 여기저기 박혀있는 모양이다.(건포도빵과 같다고 생각하면 쉽다.)

톰슨의 원자모형

그 이후, 영국 물리학자, 어니스트 러더퍼드(1871 ~ 1937)는 제자들과 알파입자가 금박지를 통과하는 실험을 하다가, 금박지에서 알파입자가 튕겨나오는 현상으로 원자핵을 발견해낸다.

이후, 어니스트 러더퍼드가 주장한 원자모형은, 원자핵을 중심으로 전자가 그 주의를 돌고 그 나머지는 진공상태라는것을 주장했다.

러더퍼드가 말한 원자모형은 태양을 중심으로 지구가 도는것처럼, 태양계와 구조가 비슷하다는 것이다.

 

막스 플랑크(1858 ~ 1947)는 흑체 실험을 하다가 파장이 다르더라도, 실어나르는 에너지의 양은 같다는 것을 알아냈고,

이후, 연속적이지않고, 어떤 단위량의 정수배로 나타나는 에너지 단위인 양자를 발견해낸다.

파장의 흐름

결론적으로, 막스 플랑크는 에너지의 흐름은 불연속적이라는 주장을 제기했고,

이후, 물리학은 플랑크 이전과 플랑크 이후로 나뉘게 될 정도로 플랑크는 물리학에 큰 공헌을 세우게 된다.