¿Qué experimentos prueban la teoría atómica?

Diría que un experimento que demuestra la naturaleza atómica de las cosas es la observación del movimiento browniano . Pero no es el experimento en sí mismo lo que convence de que las cosas están hechas de átomos, sino su explicación teórica dada por Einstein en uno de sus artículos de 1905 (en realidad, el trabajo de Einstein para su doctorado fue sobre el tema de la teoría atómica y hay varias publicaciones en el período 1903-1905). Por supuesto también está la observación de Rayleigh quien calculó el número de Avogadro por la distancia desde la cual podía distinguir la figura del Monte Everest, asumiendo que la luz es dispersada por los átomos y por eso los objetos lejanos se ven borrosos (1,2). También los experimentos de dispersión demostraron la naturaleza atómica de las cosas.

(1) Rayleigh, Sobre la transmisión de la luz a través de una atmósfera que contiene pequeñas partículas en suspensión, en Scientific Papers de Lord Rayleigh Vol. 4, págs. 247–405, Nueva York: Dover, 1899/1964.

(2) P. Pesic, Eur. J. física. 26, 183 (2005) .

(3) Patterson, G. Jean Perrin y el triunfo de la doctrina atómica (2007) Endeavour, 31 (2), pp. 50-53 .

Una vez escuché a Uhlenbeck dar una conferencia sobre esto a estudiantes de secundaria durante las vacaciones de Navidad en la Universidad Rockefeller. hace años que. Relató un argumento publicado que atribuyó a Einstein alrededor de 1905 (creo), que era que los átomos eran reales si podías contar el número de ellos/mol (número de Avogadro) de muchas maneras diferentes e independientes, y siempre obtenías más o menos lo mismo. responder. Así que el movimiento browniano, la ley de los gases, contar con un microscopio de fuerza atómica, la difracción de rayos X, la difusión de una película de aceite y muchas otras posibilidades contarían como subargumentos del argumento principal, es decir, que los átomos eran reales. Si alguien sabe la(s) referencia(s), se lo agradecería.

Esta fue una pregunta viva en ese momento. Por ejemplo, Mach, que murió en 1916, aparentemente era un escéptico atómico.

Ningún experimento prueba ninguna teoría. Los experimentos solo pueden refutar teorías.

La historia de los átomos está definitivamente entrelazada con la mecánica cuántica. Hay muchas características de la teoría cuántica que hacen evidente la naturaleza atómica de nuestro mundo. Pero aquí me gustaría exponer un resultado anterior.

El descubrimiento del electrón de Thomson en 1897 no solo mostró que los átomos existen sino también que tienen una subestructura.

Pienso que los puntos expuestos sobre la explicación teórica de Einstein para el movimiento browniano observado y los experimentos de Perrin observados son bastante válidos. Pero tal vez uno podría objetar que en realidad las fuerzas sobre el polen fueron producidas por moléculas... no por átomos... y tal vez uno podría resistir el punto por algo que es más que una objeción: demostró la realidad de las cosas que eran demasiado pequeñas. para ser visto, en la escala de los átomos, pero la teoría atómica es un poco más que eso.

Los experimentos de dispersión de partículas alfa de Rutherford también jugaron un papel importante, además de dar la idea de la estructura atómica (aunque se llama subatómica en OP, lo cual es cierto). La combinación de Rutherford y Rayleigh y Einstein-Perrin y el experimento de la gota de aceite de Millikan podría ser la mejor verificación experimental de la teoría atómica. Después de todo, toda una teoría necesita varios experimentos de refuerzo sobre una gran variedad de fenómenos para respaldarla realmente, un punto que también señaló Einstein, como se cita en la respuesta del Sr. Goldberg.

Responder a la pregunta requiere cierta comprensión de las controversias en curso en la Filosofía de la Ciencia. La ontología se refiere a la existencia de objetos y efectos, y la epistemología se refiere al conocimiento humano: ¿cómo podemos llegar a conocer la existencia de objetos y efectos? Para objetos y efectos no observables, casi por definición, SÓLO puede haber evidencia indirecta de su existencia (como el movimiento browniano de las moléculas). Las filosofías "realistas" de la ciencia argumentan que tal evidencia indirecta es suficiente para que deduzcamos (pragmáticamente) la existencia de objetos no observables. Las filosofías "empiristas" dicen que la ciencia no depende de la existencia o inexistencia de inobservables. De acuerdo con estas filosofías empiristas, la cuestión de "si existen o no los átomos" nunca se puede resolver,

La filosofía de la ciencia llamada "Realismo crítico" desarrollada por Bhaskar Roy ofrece una claridad sustancial sobre cómo la filosofía es importante para la pregunta en consideración, que debe descomponerse en dos preguntas diferentes. La pregunta ontológica "¿Existen los átomos (como parte de la realidad externa)?" tendrá la misma respuesta independientemente de si hay o no seres humanos alrededor para hacer esta pregunta. La pregunta epistemológica es: ¿cómo podemos aprender acerca de la existencia de los átomos (sobre todo porque son inobservables para nuestros cinco sentidos)? La respuesta ahora depende de nuestros sentidos humanos, experiencias, lógica, teorías, etc., y no solo de la realidad externa. Una distinción crucial es entre "conocimiento cierto" y "conocimiento incierto". Si preguntamos: "¿Podemos estar seguros de que existen los átomos?", la respuesta debe ser NO. Los átomos son una teoría sobre la realidad externa que proporciona una explicación de un conjunto diverso de fenómenos. Esto proporciona una fuerte evidencia indirecta de su existencia. No obstante, siempre es posible que mañana surja una teoría diferente que pueda explicar todos estos fenómenos. Por ejemplo, si la teoría de cuerdas es cierta, entonces lo que parece ser un átomo es en realidad otra cosa, que se manifiesta como un átomo en las escalas que podemos observar. Incluso pueden ser ciertas teorías más radicales que prescinden por completo de la materia. entonces lo que parece ser un átomo es en realidad otra cosa, que se manifiesta como un átomo en las escalas que podemos observar. Incluso pueden ser ciertas teorías más radicales que prescinden por completo de la materia. entonces lo que parece ser un átomo es en realidad otra cosa, que se manifiesta como un átomo en las escalas que podemos observar. Incluso pueden ser ciertas teorías más radicales que prescinden por completo de la materia.

Una escuela de filosofía sostiene que el conocimiento debe ser cierto. Si aceptamos esto, nunca podremos saber que los átomos existen. Los filósofos pragmáticos, por otro lado, permiten cierta incertidumbre en el conocimiento. Adoptando una postura pragmática, por el momento, la existencia de átomos parece ser la mejor hipótesis que nos permite explicar una miríada de fenómenos, y es coherente con muchas otras teorías que son ampliamente aceptadas; esta coherencia también proporciona evidencia indirecta adicional para existencia.