O átomo divisível
A física estudo das partículas subatômicas tornou-se possível somente durante o século 20, com o desenvolvimento de cada vez mais sofisticados aparatos para sondar a matéria em escalas de 10 a 15 metros e inferior a (isto é, a distâncias comparáveis para o diâmetro do próton ou nêutron)., Mas a filosofia básica do assunto, agora conhecida como a física de partículas datas para pelo menos 500 a.c., quando o filósofo grego Leucippus e seu aluno Demócrito, apresentou a noção de que a matéria consiste de forma invisível pequenas partículas indivisíveis, que eles chamaram de átomos. Por mais de 2.000 anos, a ideia de átomos foi amplamente negligenciada, enquanto a visão oposta de que a matéria consiste em quatro elementos-terra, fogo, ar e água—dominada., Mas no início do século XIX a teoria atômica da matéria tinha voltado a favor, fortalecida em particular pelo trabalho de John Dalton, um químico inglês cujos estudos sugeriram que cada elemento químico consiste de seu próprio tipo único de átomo. Como tal, os átomos de Dalton ainda são os átomos da física moderna. No final do século, no entanto, as primeiras indicações começaram a surgir de que os átomos não são indivisíveis, como Leucipo e Demócrito tinham imaginado, mas que em vez disso contêm partículas menores.,
Em 1896, o físico francês Henri Becquerel descobriu a radioatividade, e, no ano seguinte, J. J. Thomson, um professor de física na Universidade de Cambridge, na Inglaterra, demonstrou a existência de pequenas partículas muito menores em massa de hidrogênio, o mais leve átomo. Thomson descobriu a primeira partícula subatômica, o elétron. Seis anos depois, Ernest Rutherford e Frederick Soddy, trabalhando na Universidade McGill em Montreal, descobriram que a radioatividade ocorre quando átomos de um tipo se transmutam em outros tipos., A ideia dos átomos como objetos imutáveis e indivisíveis tornou-se insustentável.
A estrutura básica do átomo tornou-se aparente em 1911, quando Rutherford mostrou que a maior parte da massa do átomo está concentrada em seu centro, em um pequeno núcleo. Rutherford postulou que o átomo se assemelhava a um sistema solar em miniatura, com luz, elétrons carregados negativamente orbitando o núcleo denso, positivamente carregado, assim como os planetas orbitam o sol., O teórico dinamarquês Niels Bohr aperfeiçoou este modelo em 1913 incorporando as novas ideias de quantização que tinham sido desenvolvidas pelo físico alemão Max Planck na virada do século. Planck tinha teorizado que a radiação eletromagnética, como a luz, ocorre em feixes discretos, ou “quanta”, de energia atualmente conhecida como fótons. Bohr postulou que os elétrons circularam o núcleo em órbitas de tamanho fixo e energia e que um elétron poderia saltar de uma órbita para outra apenas emitindo ou absorvendo um Quantum específico de energia., Ao incorporar a quantização em sua teoria do átomo, Bohr introduziu um dos elementos básicos da física de partículas moderna e levou a uma aceitação mais ampla da quantização para explicar fenômenos atômicos e subatômicos.