Teoria das Cordas eo Modelo Planetário
Existem alguns problemas que se mantêm desde o Modelo Padrão, que a teoria das cordas espera resolver. Na tentativa de descobrir a estrutura do átomo, um modelo natural para que os cientistas procuram no passado foi o modelo planetário, como mostrado nesta figura. Os elétrons se movem em torno do núcleo em órbitas.
O físico Niels Bohr decidido que essas órbitas eram regidas pelas mesmas regras quânticas que Max Planck tinha originalmente aplicados em 1900 - que a energia teve que ser transferido em pacotes discretos.
Em astronomia, a Terra eo Sol são atraídos um pelo outro, por gravidade, mas porque a Terra está em movimento em torno do sol, eles nunca entram em contato. Um modelo semelhante poderia explicar por que razão as porções negativos e positivos do átomo não entrou em contacto.
O primeiro modelo planetário foi proposto em 1904 pelo ganhador do Prêmio Nobel Hantaro Nagaoka. Foi com base nos anéis de Saturno e chamou o modelo de Saturno. Certos detalhes do modelo foram refutadas pela experiência, e Nagaoka abandonou o modelo em 1908, mas Ernest Rutherford revisto o conceito para criar seu próprio modelo planetário em 1911, que foi mais consistente com a evidência experimental.
Quando os átomos emitida elétrons, a energia do elétron seguido certos padrões precisos. Bohr percebeu em 1913 que isso significava que o modelo de Rutherford necessária alguma revisão. Para ajustar os padrões, ele aplicou a ideia de que a energia foi quantificado, ou agrupadas em determinadas quantidades, o que permitiu órbitas estáveis (em vez das órbitas colapso previstos por eletromagnetismo).
Cada elétron só poderia existir em um determinado estado de energia, precisamente definida dentro de sua órbita. Para ir de uma órbita para uma órbita diferente exigiu o elétron para ter energia suficiente para saltar de um estado de energia para outro.
Por causa da natureza quântica do sistema, adicionando metade da quantidade de energia para ir de uma órbita para outra não se moveu o elétron a meio caminho entre essas órbitas. O elétron permaneceu na primeira órbita até receber energia suficiente para chutá-la por todo o caminho para o estado de maior energia. Isto é ainda mais do comportamento estranho que você (espero) esperam da física quântica.
O modelo de Rutherford-Bohr funciona muito bem para descrever o átomo de hidrogênio, mas como os átomos se tornam mais complexas, o modelo começa a quebrar. Ainda assim, os princípios básicos segure por todos os átomos:
Um núcleo está no centro de um átomo.
Os elétrons se movem em órbitas em torno do núcleo.
As órbitas dos elétrons são quantificados (eles têm níveis de energia discretos) e são regidas pelas regras da física quântica (apesar de que levaria vários anos para que essas regras para se tornar desenvolvida).