A Lenard-féle atommodell

A Lenard-féle atommodell

A Lenard-féle atommodell 14016 Link

Az 1869-ben Plückner által felfedezett katódsugárzást a gázkisüléses üvegtartály (Crookes-cső) fala elnyelte, ezért a katódsugárzást az első 24 éven át csak nehézkesen, az evakuált (vákuumozott) üvegcsövön belül lehett tanulmányozni. Mígnem Philipp von Lenard 1893-ban olyan katódsugárcsövet épített, hogy a katódsugarak becsapódási helyén kis lyukat fúrt az üvegtartály falára. De a lyuk miatt a külső levegő behatolt volna az úvegballonba, márpedig a katódsugárzás elektronjai a gázmolekulákkal ütközve állandóan leadták volna az elektromos mezőtől szerzett energiájukat, így nem tudtak volna felgyorsulni nagy sebességre. Ezért, hogy a vákuum bent fenntartható legyen, vékony alumíniumlemezzel (fóliával) fedte be a nyílást, ez volt az ún. Lenard-ablak. Ezen keresztül (az akkor még egyesek által részecskékből állónak, mások által hullámnak gondolt) katódsugárzás nagyrészt kijutott az evakuált csőből (egy részét persze elnyelte az ablak vékony fémrétege), így számos további tanulmányozásra nyílt meg a lehetőség.

(Itt \(C\) a katód, mely egy üvegcsőben futó drót végén található kis fémkorong, mint negatív elektróda, \(A\) az üveghengert körülvevő anódhenger, mint pozitív elektróda, \(W\) a Lenard-ablak) 

Miután Thomson 1897-ben kimérte a katódsugarak \(\displaystyle \frac{e}{m}\) fajlagos töltését, és ez alapján a katódsugárzást alkotó részecskéket elektronnak nevezte el.

Lenard 1903-ban a Lenard-ablakon kivezetett nagy sebességű elektronokkal bombázott néhány ezredmilliméter vastagságú fémlemezeket. Azt tapasztalta, hogy az elektronok szinte irányváltás nélkül hatolnak keresztük sok-sok ezer rétegnyi fématomon. Ebből arra következtetett, hogy az atomok nem lehetnek valamiféle tömör, áthatolhatatlan golyók, hanem nagyrészt üresek. Mivel az atomok semlegesek, és a tömegszámaik (a Prout-hipotézis óta ismert müdon) nagyjából a hidrogén tömegszámának egész számú többszörösei, ezek alapján Lénárd olyan atommodellt dolgozott ki, hogy az atomok kicsi (az atom átmérőjénél 1000-szer kisebb átmérőjű), semleges ún. dynamidákat tartalmaznak melyek egy negatív elektronból és egy pozitív töltésű részecskéből állnak, közöttük igen erős erőtérrel. A hidrogénatom egy dynamidát tartalmaz, a hélium pedig 4-et (mivel a tömegszáma 4). Az atom nagyobbik, maradék részét a Lénárd-modellben éter töltötte ki. Ezzel azonban nem tudta megmagyarázni azt az épp ismertté vált tényt, hogy a béta-bomlásban negatív elektronok lépnek ki az atomokból. Thomson 1904-ben ennek megmagyarázására alkotta meg saját atommodelljét. Lénárd ugyan elvégezte a fizikatörténet első szóráskísérletét, ami sokadik bravúrja volt, de szerencsétlenségére az atom belsejének feltérképezéséhez az elektronszórás kevésbé bizonyult alkalmasnak, mint a Rutherford-kísérletben alkalmazott alfa-sugárzás. Atommodelljét így szemléltethetjük:

Lenard-ot szokás "az első magyar Nobel-díjasnak" titulálni. Ugyan rendelkezett magyar felmenőkkel (bár ők is csak olyan értelemben voltak magyarok, hogy a 17. században Tirolból települtek át Magyarországra; Lenard gyerekkorában a családja németül beszélt), és pozsonyi diákként magyar iskolába járt, de felnőttként már határozottan németnek tartotta magát. Fiatal éveiben korának nagy kísérleti fizikusa volt, de számos kutatása esetén úgy érezte, hogy helyette más aratta le a babért (az elektron és a röntgensugarak felfedezése illetve a fotoeffektus értelmezése). Lenard ugyan 1905-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat "a katódsugarakkal kapcsolatos munkáiért", de előbb filozófiai-tudománymódszertani elképzelései, majd az antiszemita összeesküvéselméletek hatalmasodtak el fejében, és Hitler hatalomra jutása után a Deutche Physik mozgalom vezéralakja lett. Ennek alapvetése az volt, hogy a német tudományt meg kell tisztítani nemcsak a zsidó tudósoktól, hanem az ő helytelen elméleteiktől is, azaz a 20. század két tudományos forradalmát jelentő relativitáselmélettől és kvantummechanikától is, mert azok tudománytalan zagyvaságok, csupán matematikai fikciók, "zsidó koholmányok".