The Bohr Atom Bozeman Science English Thai

The Bohr AtomYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 491.6K views 4.4K likes 151 dislikes 06 May 2014

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

Hi. It's Mr. Andersen and this AP Physics essential video 4. It is on the atom. In the

สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิชาฟิสิกส์พื้นฐาน ลำดับที่ 4 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของอะตอม .. ในวิดีโอชุดที่แล้วนั้น

last video we talked about how Ernest Rutherford and his gold foil experiment had helped scientists

เราได้พูดถึงการที่เออร์เนส รัทเธอร์ กับการทดลองยิงแผ่นทองคำเปลวของเขา ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์

discover this positive small nucleus in the center of an atom. But that did not tell us

ค้นพบนิวเคลียส ซึ่งขนาดเล็กที่ศูนย์กลางของอะตอม .. แต่อันนี้ก็ยังไม่ได้บอกเรามากนัก

what the electrons were doing. And he just speculated that they were moving around the

เกี่ยวกับเรื่องของอิเลคตรอน ... เขาเพียงแต่คาดการณ์เอาว่า อิเลคตรอนนั้น เคลื่อนที่ไปมารอบๆ นิวเคลียส

nucleus almost like planets in orbit around the sun. But one of the researchers working

คล้ายกับการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์ต่างๆ .. แต่ก็มีนักวิจัยคนนึงที่ทำงานร่วมกับ

underneath Rutherford, Niels Bohr spotted a problem in this. He knew that any charged

รัทเธอร์ฟอร์ท คือ นีลส์ บอห์ ได้พบปัญหาบางอย่างที่ยังน่าสงสัยในเรื่องนี้ เนื่องจากเขารู้ดีว่า ประจุชนิดใดก็ตาม

particle that is moving is going to be giving off electromagnetic radiation. As it does

อนุภาคที่มีการเคลื่อนไหว จะต้องมีการปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา

that it is losing some of that energy. And so it is quickly going to spiral into the

แล้วก็จะค่อยๆ เสียพลังงานไปเรื่อยๆ ..จนในที่สุดจะเคลื่อนวนลงไป

middle and annihilate essentially the whole atom. So he knew that was not right. He also

ตกลงสู่ศูนย์กลาง แล้วในที่สุดก็จะไม่คงสภาพเป็นอะตอมอย่างที่เห็นอีกต่อไป (เนื่องจากไม่ได้เป็นเช่นนั้น) เขาจึงรู้ว่ายังไม่ถูกต้อง

knew that as it gives off radiation, the wavelength of that radiation is going to vary. And as

การแผ่รังสีออกมานั้นมีอยู่จริง แต่เป็นลักษณะที่ไม่คงที่แน่นอน อยู่ที่ค่าต่างๆ กัน

it varies we are going to get this nice smooth spectrum, spectrum of electromagnetic radiation

และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าเหล่านั้น ก็จะมีการปล่อยรังสีที่สเปคตรัมช่วงนึง เป็นช่วงสเปคตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

given off by high energy atoms. But when we started to look into space what we found is

ปล่อยออกมาโดยอะตอมที่มีพลังงานสูง แต่พอเริ่มสำรวจไปตามแถบแสง

that light was not smooth. It had these discrete units within it. And so that spectra had to

ก็จะเห็นว่ามีความไม่ต่อเนื่องตามแถบนั้น .. ก็ต้องมาหาคำอธิบายว่าทำไมเป็นเช่นนั้นด้วย

be described. And Bohr's model helped to do that. And so if you think of it like this,

แบบจำลองของบอร์ก็เข้ามาช่วยอธิบายปรากฏการณ์อันนี้ มองว่าอะตอมมีรูปแบบอย่างที่เห็น

and this works for hydrogen, is what the Bohr model is built on, you have these energy levels.

ใช้ได้ดีกับไฮโดรเจน เป็นฐานของการอธิบายด้วยแบบจำลองของบอร์ ซึ่งใช้ระดับพลังงานต่างๆ เป็นตัวอธิบาย

And so an electron can be in energy level one, energy level two, energy level three.

โดยที่อิเลคตรอนอาจจะเข้าไปอยู่ที่ระดับพลังงานที่หนึ่ง ระดับพลังงานที่สอง ระดับพลังงานที่สาม

But it can never be found in the middle. It is quantized. It has to be in one of those

เราจะไม่พบอิเลคตรอนในที่อื่นนอกไปจากระดับพลังงานเหล่านี้ เรียกว่าจะต้องมีลักษณะเป็น "ควอนตัม" ต้องอยู่ที่ระดับพลังงาน

levels or another level. And so how does it move between levels? Well, if it absorbs energy

อันใดอันนึง .. แล้วการย้ายระดับพลังงานเกิดขึ้นได้อย่างไร? .. ก็เกิดจากการดูดซับพลังงาน

from a photon, electromagnetic radiation for example, it will jump to a higher level. And

จากโฟตอน หรือไม่ก็รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นต้น แล้วก็จะเคลื่อนไปที่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น

as it moves down it is going to emit those photons. And that helped to describe what

และเมื่อไรที่เคลื่อนที่ลงมา ก็จะปล่อยโฟตอนกลับออกมา นี่คือคำอธิบาย

we were seeing in the spectra. And so that improved our model. So we now had the cloud

สิ่งที่เราได้เห็นในสเปกตรัมเหล่านั้น เป็นส่วนนึงของการปรับแบบจำลอง ให้อธิบายได้ดีขึ้น .. ก็จะมีกลุ่มหมอกอิเลคตรอน

that had the electrons in it. And then the nucleus. And so we found these negative electrons

มีอิเลคตรอนกับนิวเคลียสอยู่ข้างใน .. ก็คือทั้งอิเลคตรอนที่มีประจุลบ

in the cloud and then protons and neutrons were found in the nucleus. And in a neutral

กับโปรตอนและนิวตรอนนั้น จะพบเห็นได้ในกลุ่มหมอกอิเลคตรอนนี้ .. ในกรณีที่

atom the number of protons and electrons are going to be equal. And the electrons tell

อะตอมเป็นกลาง จำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนจะเท่ากัน .. และอิเล็กตรอนนั้น จะเป็นตัวบอก

us a lot about the properties of that atom. In fact the whole periodic table is built

คุณสมบัติมาหมายของของอะตอมนั้น ..ที่จริงแล้ว แม้กระทั่งตารางธาตุก็สร้างขึ้นมา

on the electrons, electrons especially we have in these outer levels. Now the Bohr model

โดยใช้อิเล็กตรอนเป็นหลักนี่เอง .. โดยเฉพาะอิเลคตรอนที่อยู่วงนอกสุด โดยที่แบบจำลองของบอร์นั้น

helps us explain what those electrons are doing and how they are moving. They move into

ช่วยอธิบายคุณสมบัติต่างๆ ของอิเลคตรอน และการเคลื่อนที่ได้ โดยการเคลื่อนที่ดังกล่าว

these discrete energy states and that helps us to explain the spectra. And so if you look

จะมีความเกี่ยวข้องกับพลังงานบางช่วง ที่สามารถเอามาอธิบาย สเปคตรัมของแสงที่สังเกตเห็นได้ .. ซึ่งถ้าเรา

at any kind of an atom on the periodic table the atomic number 2 tells us the number of

ยกเอาอะตอมจากตารางธาตุขึ้นมาตัวนึง ..สมมติว่ามีเลขอะตอมเป็น 2 นั่นก็จะบอกเรา

protons we have. And so we are going to have these positive protons that are going to be

ถึงจำนวนของโปรตอนของอะตอมนั้น ..นั่นก็คือจำนวนของโปรตอน

found in the nucleus. We can kind of figure out how many neutrons roughly we are going

ที่จะพบในนิวเคลียส แล้วก็อาจจะพอบอกได้ถึงจำนวนของนิวตรอน

to have in an average atom by taking the mass number, subtracting the atomic number. And

ที่ควรจะมีอยู่ในอะตอมเฉลี่ย โดยการเอาเลขมวลลบออกด้วยเลขอะตอม

so we would know in helium for example that we are going to have two neutrons. Now since

ตัวอย่างเช่น เราจะรู้ได้ว่าฮีเลียมนั้นจะมีนิวตรอนสองตัว ..และเนื่องจากว่า

the number of protons and electrons are the same in a neutral atom we can figure out that

จำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนจะเท่ากันในอะตอมที่เป็นกลาง เราก็จะสามารถหาออกมาได้ว่า

we have got these electrons moving around

เรามีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อยู่รอบๆ อะตอม และจำนวนอิเลคตรอนที่อยู่รอบๆ อะตอมนี้ บอกอะไรเรามากมายเกี่ยวกับคุณสมบัติ

the outside. But there were problems with this planetary model. Electrons were not orbiting

ของอะตอมนั้น ..แต่แบบจำลองแบบนี้ก็ยังมีปัญหาอยู่บ้าง .. อิเลคตรอนนั้นไม่ได้เคลื่ิอนที่ในลักษณะเดียวกับที่ดาวโคจรรอบดวงอาทิตย์

like planets. They were actually jumping between orbits according to Niels Bohr. And so they

ในความเป็นจริงนั้น จะมีการข้ามไปมาระหว่างชั้นต่างๆ ดังที่นีล บอร์ได้อธิบายไว้

did not just move back and forth on all these infinite number of orbits around the nucleus,

และการข้ามไปมานี้ ก็อยู่ในวงโคจรเฉพาะรอบๆ นิวเคลียส

giving off a smooth amount of spectrum. It is almost like a ladder, that an electron

ทำให้เกิดเสปคตรัมเฉพาะจำนวนนึง ..ลักษณะก็คล้ายๆ กับการข้ามขั้นบันได ที่จะเห็นอิเลคตรอนอยู่ในแต่ละขั้นเหล่านั้นเท่านั้น

can be here, but it could also be here. And it can never be found in the middle. We call

คืออิเลคตรอนอาจจะอยู่ในตำแหน่งนี้ หรือตำแหน่งนี้ แต่จะไม่อยู่ระหว่างใดระหว่างนึงของขั้นเหล่านั้น

that being quantized. It has to be in a specific unit to exist. Now how do you move an electron

เรียกว่า "ควอนตัม" คือเป็นจำนวนที่แน่นอนอันนึง แล้วการเคลื่อนข้ามไปยังชั้นอื่นๆ นั้น เกิดขึ้นได้อย่างไร?

to a farther level? Well you have to put a little bit of energy into it. So if we had

ก็ต้องมีการใส่พลังงานเข้าไป

a lot of energy we could jump it up to this energy level. And as it falls back down it

ถ้ามีพลังงานมากพอ อิเลคตรอนก็อาจจะขึ้นมาถึงขั้นบนสุดนี้ได้ แล้วก็จะตกลงมา .. และในขณะที่ตกลงมานั้น

is going to release a certain amount of energy. And so this is a visual or a model of what

ก็จะปล่อยพลังงานจำนวนนึงออกมา .. .. ที่เห็นนี่ก็คือแบบจำลองที่วาดออกมา

the Bohr model might look like. And so as it orbits around the center, if it receives

ตามแนวคิดของนีล บอร์ .. ซึ่งก็จะมีอิเลคตรอนหมุนไปรอบๆ นิวเคลียส .. เมื่อได้รับพลังงาน หรือโฟตอน

a photon it jumps to a higher level. If it gives off an equal photon it will drop down

ก็จะโดดข้ามไปอยู่ในชั้นพลังงานที่สูงขึ้นมา .. และถ้าปล่อยพลังงานหรือโฟตอนออกมา ก็จะตกลงมา

to a lower level. And so it is only existing in these quantized orbits. And this helped

ให้อยู่ในระดับที่ต่ำกว่า และก็จะอยู่แต่ในเฉพาะวงโคจรควอนตัมเท่านั้น

to explain spectra. Because before the model was discovered or was put forth, people had

สอดคล้องกับการที่จะอธิบายสเปกตรัม เนื่องจากก่อนหน้า ที่จะมีการเสนอแบบจำลองอันนี้ออกมา

started discovering spectra. They were looking into space, not with just a prism, but a spectroscope.

ก็ได้มีการสังเกตค้นพบลักษณะการเกิดสเปคตรัมในแบบดังกล่าวแล้ว การสังเกตที่ว่ารวมไปถึงในอวกาศ ด้วยการใช้กล้องส่อง

So they were splitting the light into all of its different wavelengths. And they were

มีการแยกสีออกมาเป็นคลื่นแสงที่ความยาวต่างๆ

starting to see these lines. So when you are looking at the sun for example, which is mostly

มีการสังเกตเห็นเส้นต่างๆ เหล่านี้ .. ..อย่างในกรณีการสังเกตแสงจากดวงอาทิตย์

hydrogen, we saw these different series. So the Lyman series was developed by one scientist

ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน ก็จะเห็นแถบแสงต่างๆ เหล่านี้ .. กรณีของแถบแสงของไลแมน (Lyman series) ซึ่งค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์คนนึง

who was using spectroscopy. And he came up with an equation that explained what was going

ที่ใช้สเปคโตรสโคปเป็นเครื่องมือ เขาได้เสนอสมการที่อธิบายการเกิดแถบแสงเหล่านี้

on. But you could not see this spectra because it was into ultraviolet. We all saw the Paschen

ส่วนสเปคตรัมในย่านนี้ เราจะมองไม่เห็นเนื่องจากอยู่ในย่านอินฟราเรด ย่ายที่เราเห็นจะเห็นย่านของพาเชิน (Paschen series)

series that was showing the similar relationship. But this was in the infrared. And the Balmer

ย่านนี้ก็จะมีลักษณะคล้ายกัน แต่อยู่ในย่านอินฟราเรด ในย่านบาล์มเมอร์ (Balmer series)

series was seeing the same thing. And so what really he was explaining, let's throw the

ก็จะมีลักษณะคล้ายกัน .. ถ้าจะอธิบายถึงสิ่งที่เขาพยายามพูดถึงนั้น

Balmer series up here, is that they were seeing these discrete units of light. And so where

อาจจะมาดูที่ย่านบาล์มเมอร์ (Balmer series) ตรงนี้ ซึ่งก็จะเห็นแถบแสงต่างๆ ได้ .. แล้วแถบแสงนี้

was that light coming from? If you look at hydrogen, well you can see here as we move

มาจากไหนล่ะ? .. เอาไฮโดรเจนเป็นตัวอย่าง ก็จะเห็นได้ว่า เมื่อมีการเลื่อน

from this energy level 2 up to energy level 3, it requires a certain amount of energy.

จากระดับพลังงานที่ 2 ไปชั้นพลังงานที่ 3 นั้น จะต้องใช้พลังงานจำนวนนึง

And as the electron falls back down it is going to give off that energy. It is going

และเมื่ออิเลคตรอนเลื่อนกลับลงมา ก็จะปล่อยพลังงานนั้น กลับคืนออกมาด้วย

to give off that light. And so the Bohr model predicted what these numbers were and they

โดยจะออกมาในรูปของแสงนั่นเอง .. ก็เป็นอันว่าแบบจำลองนีล บอร์นั้น สามารอธิบายจำนวนแถบแสงนี้ได้

fit perfectly with the numbers that we were seeing in the spectra. And so again this only

พอดีสอดคล้องกับตัวเลขที่เราได้เห็นในสเปกตรัม แต่ให้สังเกตไว้ว่า จะใช้ได้กับเฉพาะ

works for hydrogen. And so it is a good step model, or a good model to get you started

กับไฮโดรเจน จึงเป็นเพียงแบบจำลองแรกๆ เท่านั้น

on understanding how the atom is really put together. But did you learn the energy level

ที่เอามาช่วยอธิบายลักษณะภายในของอะตอมได้ .. สรุปว่า พวกเราได้เรียนรู้โครงสร้างระดับพลังงาน

structure of an electron in an atom at the appropriate scale being investigated? In this

ของอิเล็กตรอนในอะตอม ในระดับควรจะเรียนรู้ในชั้นนี้แล้วหรือไม่?

case it is at these energy levels in a hydrogen atom. I hope so. That is the Bohr model. And

ซึ่งในชั้นนี้ ระดับพลังงานที่ว่านี้ก็คือของอะตอมไฮโดรเจน ตามแบบจำลองของนีล บอร์

I hope that was helpful.

ก็หวังว่าคงจะได้ประโยชน์บ้าง