原子の存在を証明する 1 つの方法は、ブラウン運動の観察によるものです。ブラウン運動は、流体 (液体または気体) 中に浮遊する粒子のランダムな運動です。この動きは、粒子と流体の分子の衝突によって引き起こされます。粒子が小さいほど、ブラウン運動はより激しくなります。
1905 年、アルバート アインシュタインはブラウン運動を説明する論文を発表しました。彼は、粒子の動きを原子のサイズの計算に使用できることを示しました。これは原子の存在を実験的に証明した最初の実験でした。
2.化学反応
原子の存在を証明するもう 1 つの方法は、化学反応の研究です。 2 つ以上の元素が反応すると、新しい化合物が形成されます。化合物の特性は、それを構成する元素の特性とは異なります。これは、化合物内で元素の原子が再配置されるためです。
たとえば、水素と酸素が反応すると水が生成されます。水の性質は、水素や酸素の性質とは大きく異なります。これは、水素と酸素の原子が水中で再配列されて H2O 分子を形成するためです。
3.分光法
分光法は、光と物質の相互作用を研究するものです。光が物質と相互作用すると、吸収、放出、散乱が起こります。吸収、放出、または散乱のパターンを使用して、物質を構成する元素を識別できます。
たとえば、光がガスを通過すると、ガスは特定の波長の光を吸収します。吸収される光の波長は、ガスを構成する元素の特性に応じて異なります。これは、元素の原子が特定のエネルギー準位を持っているためです。特定の波長の光が原子に当たると、原子は光を吸収し、より高いエネルギーレベルに移動します。
4.質量分析
質量分析は、原子と分子の質量を研究するものです。これは質量分析計を使用して行うことができます。質量分析計は、原子と分子を質量に応じて分離します。原子または分子の質量は、原子または分子が質量分析計を通過するのにかかる時間を測定することによって決定できます。
これらは、原子の存在を証明できる方法のほんの一部です。原子は物質の基本的な構成要素です。それらは物質の特性と、物質が光と相互作用する方法に責任を負います。