Deeltjesleer is een van de centrale concepten van de moderne natuurkunde. De structuur van materie en vele aspecten van zijn gedrag, kan het best worden begrepen door te overwegen het te bestaan ​​uit kleine, afzonderlijke deeltjes. Hetzelfde geldt voor licht en andere vormen van elektromagnetische straling. Dit idee is langzamerhand ontstaan, maar bepaalde individuen springen eruit als sleutelfiguren in de ontwikkeling van de theorie.

Democritus en Dalton

Het concept van een atoom, dat komt van het Griekse woord dat 'ondeelbaar' betekent, werd voor het eerst voorgesteld door de filosoof Democritus, die werd geboren in de 5e eeuw voor Christus Democritus geloofde dat alle materie samengesteld was uit minutieus kleine, ondeelbare stukken. Dit bleek echter een idee te zijn dat zijn tijd ver vooruit was en het werd grotendeels genegeerd door andere filosofen. Het was pas aan het begin van de 19e eeuw dat een Engelse chemicus John Dalton het idee naderde, waarbij hij stelde dat een atomaire theorie van materie de gemakkelijkste manier was om chemische reacties tussen verschillende substanties te verklaren.

Planck en Einstein

In de 18e en 19e eeuw waren er twee concurrerende theorieën over de aard van het licht, de ene als een deeltjesstroom en de andere als een golf. Sommige experimenten leken het laatste beeld te ondersteunen, omdat licht zich inderdaad als een golf voortplant. In 1900 stelde Max Planck echter voor dat wanneer licht wordt geëmitteerd door atomen, het de vorm aanneemt van afzonderlijke deeltjes. Deze 'kwantumtheorie' van licht werd versterkt in 1905 toen Albert Einstein liet zien hoe het het foto-elektrische effect kon verklaren.

Thomson, Rutherford en Bohr

In de late jaren 1890, een Britse fysicus genaamd JJ Thomson ontdekte dat atomen niet monolithisch en ondeelbaar waren maar kleinere deeltjes bevatten: negatief geladen elektronen. Het bekende, hoewel niet helemaal correcte, beeld van elektronen rond een kern zoals planeten rond de zon werd voorgesteld door Ernest Rutherford in 1911. Het beeld werd twee jaar later verfijnd toen Niels Bohr, met behulp van de kwantumtheorie van Planck, liet zien hoe de elektronen moesten zijn beperkt tot bepaalde vaste energieniveaus.

Latere ontwikkelingen

Rond 1920 speculeerde Rutherford dat de atoomkern kon worden verdeeld in een aantal positief geladen protonen en elektrisch niet-geladen neutronen, hoewel het alleen in In 1932 ontdekte Rutherfords student James Chadwick experimenteel bewijs voor het neutron. Sinds die tijd zijn veel andere subatomaire deeltjes ontdekt met behulp van hoge-energie versnellers, en het is nu bekend dat het proton en neutron verder kunnen worden onderverdeeld in quarks - een naam die is bedacht door Murray Gell-Mann in 1964.