مقدمه:

فيزيك اتمي- مولكولي زماني متولد شد كه دانشمندان متوجه شدند كوچكترين جزء در طبيعت اتم نيست بلكه اتم از اجزاي كوچكتري به نام الكترون‌ها و هسته تشكيل شده است. يعني اتم از هسته‌اي تشكيل شده است كه الكترون‌هايي در اطراف آن مي‌گردند.فيزيك اتمي به بررسي نقل و انتقال‌هاي الكترون‌هاي اطراف هسته مي‌پردازد و خواص آنها را مورد بررسي قرار مي‌دهد. يعني ما در فيزيك اتمي كاري به اين نداريم كه هسته از چه تشكيل شده است بلكه هسته برايمان مركزي با بار مثبت است و بيشتر توجه ما جلب الكترون‌هاي اطراف هسته مي‌شود. و فیزیک هسته ای به مطالعه ی هسته ی اتم می پردازد. برای شناخت و مطالعه ی بیشتر مدلهای اتمی مختلفی ارائه شد و سرانجام به نتیجه رسیدند که که مدلهای پیشنهادی چندان با تجربه سازگار نیست. مهمترین ویز"ی مدل های پیشنهادی ایست که باید طیف اتمی آنها با تجربه سلزگار باشد.

مدل اتمی تامسون

تامسون پس از کشف الکترون ساختاري براي اتم پيشنهاد کرد که در آن الکترون ها با بار منفي در فضاي ابر گونه با بار مثبت پراکنده اند و جرم اتم را مربوط به جرم الکترون ها مي دانست ، حال آنکه فضاي ابرگونه مثبت را بدو ن جرم مي پنداشت.

یکی از موارد بسیار مهمی که یک مدل اتمی باید توضیح دهد، مسئله جذب و تابش انرژی توسط الکترونها است. در مدل اتمی تامسون الکترونها در مکانهای تعادلشان ثابت می مانند. در اتمهای برانگیخته، مانند اتمهای اجسام در دمای زیاد، الکترونها حول مکانهای تعادلشان ارتعاش می کنند. چون نظریه الکترومغناطیس کلاسیک پیشگویی می کند که یک ذره باردار، هنگامی که دارای شتاب است، مانند الکترون مرتعش، امواج الکترومغناطیسی گسیل می کند. درک کیفی تابش گسیل یافته توسط اتمهای برانگیخته بر پایه ی الگوی تامسون امکان پذیر بود. اما از نظر کمی نمی توان طیفهایی را که از راه تجربه مشاهده می شد توجیه کند.

مدل اتمی لنارت

این مدل اتمی را در سال ۱۹۰۷ میلادی، فیلیپ لنارت، فیزیکدان آلمانی، طرح کرد. مدل اتمی لنارت با مدل اتمی تامسون و مدل اتمی رادرفورد متفاوت است. لنارت مشاهده کرد که ذرات پرتو کاتودی در ماده نفوذ می‌کنند. از این رو، معتقد شد که بیشتر حجم اتم نباید مانع نفوذ این پرتوها شوند. در مدل لنارت الکترون و بار مثبتی جدا از آن وجود ندارد. اتم در این مدل از ذراتی به نام دینامید (dynamide) تشکیل شده‌اند و هر دینامید یک دوقطبی الکتریکی با جرمی معین است. فرض لنارت بر این است که همهٔ دینامیدها یکسان هستند، و یک اتم شامل آن عده دینامید است که برای ساختن جرم آن ضروری است. دینامیدها در سراسر حجم اتم توزیع شده‌اند، ولی شعاع هر یک در مقایسه با شعاع اتم به قدری کوچک است که بخش عمدهٔ اتم خالی است.

آزمایش رادرفورد

رادرفورد که از شاگردان تامسون بود، نتوانست تشکيل تابشهاي حاصل از مواد پرتوزا را به کمک مدل اتمي تامسون توجيه کند. و پس از آزمايشهاي بسيار ، نادرست بودن مدل تامسون را اثبات کرد. او در سال 1911 نتایجی از آزمایشهای خود را که در آنها از ذرات آلفا برای پژوهش در ساختار اتم استفاده شده بود منتشر کرد. آزمایش از این قرار بود که:باریکه‌ای از ذرات a به ورقه بسیار باریکی از طلا ، نقره یا مس به ضخامت cm 0.0004 تابانده شد. اکثر ذرات a بطور مستقیم از ورقه بیرون رفتند ولی بعضی از آنها از مسیر مستقیم منحرف شده و معدودی بطرف منبع خود بازگشتند.