Modello atomico di Thomson: differenze tra le versioni

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In esso Thomson, riprendendo una vecchia idea di [[Lord Kelvin]], propose per l'atomo un modello continuo: '''L'atomo era visto come una nube di carica positiva, e gli elettroni erano disposti al suo interno in modo quasi''' ^{''(vedi paragrafo successivo)''} '''casuale''' come i canditi nel tipico dolce natalizio britannico, il ''[[Christmas pudding|plum pudding]],'' o come anche l'uvetta nel panettone italiano. Da ciò, si indica colloquialmente il modello atomico di Thomson come ''plum pudding model'', adattato in italiano come ''modello a panettone''. È tuttavia importante notare che gli elettroni, seppur disposti casualmente, NON sono statici, bensì percorrono orbite circolari periodiche attorno al centro della nube.<ref>{{Cita libro|autore=Luigi E. Picasso|titolo=Lezioni di Fisica Generale II}}</ref>

'''Nel modello, gli elettroni sono sottoposti''', per effetto della nube positiva e della [[Legge di Gauss]], '''a una forza di richiamo elastica''' verso il centro (andamento <math display="inline">-k \vec{r}</math>). Così, esso predice con successo l'interazione degli atomi con la [[radiazione elettromagnetica]] a frequenze basse, come quelle della luce visibile e quelle di onde radio e [[Raggi X|raggi x]].<ref>{{Cita libro|autore=Claudio Bonati|titolo=Alcune note per Fisica 3|data=3 giugno 2019|pp=72-74}}</ref>

== Confutazione del modello e nuovi modelli atomici ==

Thomson ebbe anche l'idea di spiegare, invece, gli [[spettro di emissione|spettri di emissione]] (ovvero l'interazione con la radiazione ad alte frequenze, come quella dei [[raggi gamma]]) con la transizione di elettroni tra diversi livelli orbitali.<ref name=":1" /> Ipotizzò, infatti, che per effetto delle interazioni repulsive tra i diversi elettroni, essi organizzassero le loro traiettorie in gusci concentrici ed ordinati, un elettrone per guscio, in modo che non si scontrassero mai. La teoria riuscì (praticamente per caso) a spiegare alcuni spettri atomici, ma fallì con tutti gli altri: gli spettri NON erano riconducibili a questo modello. L'idea dei gusci sarebbe stata riapplicata, con successo, da [[Modello atomico di Bohr|Bohr]] nel perfezionamento del modello atomico di Rutherford, 9 anni più tardi, in cui gli elettroni sono legati all'atomo con una forza newtoniana (andamento <math display="inline">k \frac{\hat{e}_r}{r^2} </math>, come quella di un pianeta attorno al Sole) e non con una [[forza elastica]] (andamento <math display="inline">-k \vec{r}</math>)<ref name=":0">{{Cita libro|autore=Kenichi Konishi|autore2=Giampiero Paffuti|titolo=Meccanica Quantistica: nuova introduzione}}</ref>.

Questo problema, tuttavia, non era il più grande, per questo modello. Piuttosto, le perplessità erano legate ai palesi problemi su stabilità ed instabilità che ha il modello, e dunque l'inspiegabilità della [[radioattività]], senza ricorrere ancora all'esistenza di altri tipi di forze oltre a quella elettromagnetica e gravitazionale. Per questo, nello stesso anno il fisico giapponese [[Hantarō Nagaoka]] propose per l'atomo il [[Modello atomico di Nagaoka|modello saturniano]]; tuttavia questo fu presto confutato perché, sebbene stabile per perturbazioni radiali, si dimostrò instabile per perturbazioni longitudinali.

Alla fine, nel 1908 l'[[esperimento di Geiger e Marsden]] confutò definitivamente entrambi i modelli per via sperimentale; come fu interpretato da [[Ernest Rutherford]] nel 1911<ref>{{cita libro|autore=Joseph A. Angelo|titolo=Nuclear Technology|url=https://archive.org/details/nucleartechnolog0000ange|anno=2004|editore=[[Greenwood Publishing Group]]|isbn=1-57356-336-6}}</ref>, dimostrò che la carica positiva era concentrata in un nucleo molto piccolo al centro dell'atomo. Questo diede vita al [[modello atomico di Rutherford|modello atomico]] "planetario", e dimostrò definitivamente l'esistenza di una Forza Nucleare in grado di tenere insieme la carica positiva.

In seguito, fu nel 1913 che Bohr e Sommerfeld, partendo dal modello planetario, imposero su di esso [[Quantizzazione del momento angolare|l'assioma di quantizzazione]] per le orbite degli elettroni. [[Modello atomico di Bohr|Questo modello]], tutt'oggi accettato, come sopra riesce a spiegare con successo gli spettri di emissione ed assorbimento atomici, ed anche i legami molecolari ed ogni altro fenomeno della chimica.<ref name=":0" /> Dopo questo traguardo, la [[fisica sperimentale]] di frontiera iniziò a studiare i [[Nucleo atomico|nuclei]].

==Note==