تاریخچۀ اتم

[احمد رضا مطلق]

دو هزار و پانصد سال پیش، حدود 450 قبل از میلاد یک دانش پژوه یا حکیم یونانی درباره تبدیل اجسام قطعات کوچکتر به تفکر پرداخت. نام او «لوسیوپس» بود. از نظر او اینکه هر چیز را مرتبا به قطعات کوچکتر و کوچکتر تقسیم می‏توان کرد، مفهومی نداشت و این عمل می‏بایست در جایی به انتها می‏رسید و زمانی به قطعه‏ی چنان کوچکی رسید که نتوان کوچکتر از آن را به دست آورد.... لوسیوپس شاگردی به نام «دموکرتیوس داشت که او هم همینطور فکر می‏کرد. وقتی دموکریتوس در سال 380 قبل از میلاد درگذشت، 72 کتاب درباره‏ی فرضیات خود راجع به کائنات نوشته بود. یکی از آن فرضیات این بود که همه چیز در جهان از ذرات بسیار کوچکی ساخته شده و این ذرات کوچکتر از آنند که بتوان بازهم به ذرات کوچکتر تقسیم شان کرد. او این ذرات کوچک را «آتوموس» نامید که یک لغت یونانی است و معنای «خرد نشدنی» می‏دهد. این لغت در انگلیسی به صورت «اتم» درآمد.
دموکریتوس، معتقد بود که همه‏ی جهان از انواع مختلف اتم ساخته شده است و در میان اتم‏ها هیچ چیز وجود ندارد. اتم‏های مجزا کوچکتر از آن هستند که به چشم دیده شوند ولی زمانی که تعداد زیادی از آنها در ترکیبات مختلف به یکدیگر ملحق شوند تشکیل اجسام گوناگونی را می‏دهند که ما در اطراف خود مشاهده می‏کنیم. وی عقیده داشت که گرچه اتمها می‏توانند آرایش خود را تغییر دهند، لکن نه می‏توان آنها را ساخت و نه از بین برد. دموکریتوس نمی‏توانست عقاید خود را ثابت کند و حکمای یونان هم معتقد به وجود اتم نبودند و سخنان او برایشان مفهوم عقلی نداشت بنابراین نظریه‏ی «اتمیسم» وی معروفیتی نیافت. از کتاب‏های دموکریتوس نسخ زیادی تهیه نشد و همان نسخه‏ها نیز بتدریج از بین رفت و فقط بعلت آنکه در دیگر کتب قدیمی به فرضیه‏ی اتمی دموکریتوس اشاره شده نامی از وی به میان آمده ما امروز از فرضیات او آگاه هستیم. حکیم یونانی دیگری به نام «اپیکور» کتابهای دموکریتوس را قبل از نابودی مطالعه کرد و نظریه‏ی اتمی وی را دنبال کرد. در سال 306 قبل از میلاد در آتن، مدرسه‏ای بنا کرد. او معتقد بود همه چیز از اتم ساخته شده و حداقل 300 کتاب در موضوعات مختلف نوشت. وی شاگردان زیادی (از جمله زنان) تربیت کرد ولی به مرور زمان او و آثارش به فراموشی سپرده شدند. اما فرض وجود اتم از بین نرفت. دو قرن پس از اپیکور، در زمانیکه آثارش هنوز موجود بود، یک عالم رومی به نام «کولرتیوس» نظریه‏ی اتمی را دنبال کرد. وی در حدود 56 سال قبل از میلاد شعر طویلی به زبان انگلیسی «درباره‏ی ماهیت اجسام» می‏باشد. در این شعر او به طور مشروح و استادانه به بیان و توضیح نظرات دموکریتوس و اپیکور پرداخت. اما از لوکریتوس هم نسخ زیادی تهیه نشد. همزمان با اضمحلال تمدن یونان و روم، نسخه‏های قدیمی هم نابود می‏شدند. با آغاز قرون وسطی در اروپا نوشته‏های دموکریتوس، اپیکور و لوکریتوس همگی از میان رفته و مردم اتم را به فراموشی سپردند. تا اینکه در سال 1417، زمانی که اروپائیان به نسخ قدیمی علاقمند شده بودند شخصی موفق به کشف یک نسخه‏ی قدیمی آسیب دیده از شعر لوکریتوس شد. در سال 1454 یاهان گوتنبرگ دستگاه چاپ را اختراع کرد و کتاب‏ها را از خطر نابودی نجات داد. شعر لوکریتوس منتشر شده و خیلی از و خیلی از دانش پژوهان تحت تاثیر نظریه‏ی اتمی قرار گرفتند. «پیر گاسندی» که در نیمه‏ی اول دهه سالهای 1600 کتب موثر و متعددی نوشته) است نظریه‏ی اتمی پذیرفت و بسیاری از دانش پژوهان اروپایی را از نظرات خود درباره‏ی اتم مطلع ساخت. اتمیسم به دوران جدید راه یافت. اما صرف ایده و تصور بودن اتم، ایده‏ای که فقط به نظر بعضی افراد منطقی می‏رسید، سبب می‏شد تا جدی تلقی نشود. یک شیمی دان انگلیسی به نام «رابرت بویلی» از جمله کسانی بود که از نظرات گاندی مطلع بود. او اولین دانشمندی بود که به آزمایشاتی دست زد که نشان دهنده احتمال وجود اتم بود. موضوع مورد علاقه‏ی بویلی هوا بود. هوا جامد نبود که موقع لمس کردن سخت باشد و فرم خود را حفظ کند و مایع هم نبود، که جریان داشته و قابل رویت باشد. هوا ماده‏ای است که به طور رقیق پراکنده می‏شود و به چنین ماده‏ای «گاز» می‏گویند. در سال 1662، بویلی کمی جیوه در یک لوله‏ی شیشه‏ای بلند به طول 5 متر و به شکل حرف J ریخت. قسمت کوتاهتر تحتانی لوله بسته بود در حالی که سر لوله بلندتر باز بود. جیوه بخش تحتانی لوله را پر کرد و هوا در قسمت بسته و کوتاه لوله محبوس شد. سپس بویلی جیوه‏ی بیشتری در لوله ریخت. فشار وزن جیوه اضافی مقداری از جیوه را در داخل قسمت کوتاه لوله به بالا راند. هم چنان که جیوه به بالای قسمت کوتاه فشار می‏آورد، هوای محبوس در فضای کوچکتر متراکم می‏شد و این هوای فشرده بود. هر چه بویلی جیوه بیشتری می‏ریخت، هوای محبوس در فضای کوچکتر و بازهم کوچکتر متراکم می‏شد. بویلی با این آزمایش نشان داد که چگونه فضای پر شده از هوا با افزایش وزن جیوه کمتر می‏شود. این را «قانون بویلی» می‏گویند. آزمایش بویلی‏ هوا چگونه متراکم می‏شود؟ یک اسفنج را می‏توان در فضای کوچکتری متراکم کرد. این به آن دلیل است که اسفنج دارای منافذ کوچکی است که وقتی آن را فشار می‏دهید هوای درون آن منافذ بیرون و ذرات سخت و جامد اسفنج به هم نزدیکتر می‏شوند. وقتی هوا را فشرده می‏کنیم، منافذ آن را بسته و ماده‏ی هوا را به هم نزدیکتر می‏کنیم. بویلی فکر کرد باید اتم‏های بسیاری ریزی در هوا باشد. بین اتم‏ها فضایی وجود دارد که در آن هیچ چیزی نیست. وقتی هوا متراکم می‏شد اتم‏ها ناچار به یکدیگر نزدیک می‏شدند. به عقیده او این در مورد گازها صادق بود. اگر آب مایع را بجوشانید تبدیل به بخار می‏شود که نوعی گاز است. بخار بیش از هزار برابر آب فضا را اشغال می‏کند. آسانترین توضیح این است که فرض کنیم در آب اتم چنان به هم نزدیکند که یکدیگر را لمس می‏کنند حال آنکه در بخار و گاز آن‏ها از یکدیگر دورند. بدین ترتیب در سال 1662، بواسطه بویلی، اتم برای اولین بار از مرحله یک ایده و تصور گام فراتر نهاد. شواهد وجود اتم‏ آیا اتم انواع مختلف دارد؟ دموکریتوس معتقد بود که این امکان وجود دارد. یونانیان باستان عقیده داشتند جهان از چهار عنصر خاک، آب، هوا، آتش ساخته شده است. به نظر دموکریتوس هر یک از این عناصر احتمالا نوع متفاوتی از اتم را دارا بودند. اتم‏های خاک ممکن است سخت و ناهموار باشند، اتم‏های آب احتمالا نرم و گرد هستند و اتم‏های آتش ممکن است نوک تیز و کنگره دار باشند و اتم‏های هوا بسیار سبک هستند. اما یونانیان باستان هیچگونه مدرکی برای اثبات اینکه جهان واقعی از این چهار عنصر ساخته شده نداشتند. بویلی در کتابی که در 1661 نوشت، اظهار داشت که عناصر باید از طریق آزمایش کشف شوند. شیمی دان‏ها باید سعی کنند هر چیز را به ساده‏ترین مواد ممکن تجزیه کنند، زمانیکه دیگر ماده قابل تجزیه نبود، آن یک عنصر است. پس از انتشار کتاب بویلی تا اواخر سالهای دهه‏ی 1700، حدود 30 عنصر مختلف کشف شد. آیا هر عنصر دارای نوع مختلفی از اتم است؟ یعنی نیکل، نقره، اکسیژن و سولفور هریک دارای اتم‏های نوع خود هستند؟ طی سالهای دهه‏ی 1700، اگر بویلی و چندتن دیگر طرفداران فرضیه‏ی اتم بودند، ولی اکثر شیمی دان‏ها مطالعه در اجسام ریزی را که دیده نمی‏شدند، عمل بی فایده‏ای می‏دانستند. شیمی دانی فرانسوی به نام «آنتوان لوران لاووازیه» در سال 1782 ثابت کرد که وقتی ماده‏ای به ماده دیگر تغییر شکل می‏دهد، تغییری در وزن کلی آن حاصل نمی‏شود و به طور کلی جرم فراورده‏ها برابر واکنشدهنده هاست. این قانون «بقای ماده» خوانده می‏شود. کشف لاووازیه با فرضیه اتم جور در می‏آید. فرض کنیم گفته‏ی دموکریتوس که اتم‏ها قابل ساختن یا از بین بردن نیستند درست باشد و تنها تغییر آرایش آنها ممکن باشد. چوب و هوا هریک دارای اتم‏هایی با آرایش یکسان هستند. وقتی چوب می‏سوزد، اتم‏ها با تغییر آرایش به صورت خاکستر و دود در می‏آیند. با این حال تعداد اتم‏ها همان خواهد بود و وزن کلی آنها تغییر نخواهد کرد. اگر چنین باشد می‏توان به جای وزن کلی وزن هر عنصر را جداگانه حساب کنیم و ببینیم وقتی تغییرات روی می‏دهد چه اتفاقی می‏افتد. «ژوزف لوئی پروست» شیمی دان فرانسوی، این مورد آزمایش کرد، در سال 1789 به علت انقلاب بی رحمانه در فرانسه به اسپانیا رفت (لاووازیه در فرانسه ماند و در 1794 سر از بدنش جدا شد).

 

[احمد رضا مطلق]

پروست طی آزمایش هایی ترکیبات مختلفی از عنصرها را شناخت و به این نتیجه رسید که برای هر ترکیب با هر روشی عنصرها را بیامیزد باید همان نسبت‏ها را حفظ کند. وی به این کار (ترکیب عناصر) ادامه داد تا در سال 1799 قانون «نسبتهای ثابت» خود را اعلام کرد. بردست خود را درگیر مساله‏ی اتم نکرد ولی اتم در قانون وی بدین صورت جای می‏گیرد: فرض کنید تمام عناصر از اتم تشکیل شده باشند و اتم قابل تجزیه به ذرات کوچکتر نباشد. وقتی عناصر به هم ملحق شده و ترکیبی را به وجود می‏آورند، اتم‏های بسیاری از یک عنصر با اتم‏های بسیاری از یکدیگر ترکیب می‏شوند. «جان دالتون» دانشمند انگلیسی با توجه به این ارتباط میان اتم‏ها و قانون نسبتهای ثابت، پس از آزمایشهای متعدی موفق به ارایه‏ی قانون نسبت‏های چند گانه، در 1803 شد. این قانون بدین صورت است که هرگاه چند گرم از عنصر A با گرم‏های متفاوتی از عنصر B واکنش دهد، ترکیبات متفاوتی می‏دهد که بین گرم‏های عنصر B نسبت‏های ساده و کوچکی برقرار بود. وی در واقع همان نظریات لوسیوپس و دموکریتوس را کامل‏تر و با اثبات ارائه می‏کرد و در سال 1808 نظریات خود را درباره اتم را در کتابی منتشر کرد و به خاطر این کتاب است که امتیاز کشف و فرضیه‏ی اتمی به او داده می‏شود. پس از نشر کتاب دالتون شیمی دان‏های بیشتری آماده قبول فرضیه وجود اتم شدند و به زودی تقریبا همه آن را پذیرفتند. وزن اتم‏ها یکی دیگر از مشکلاتی که سر راه اثبات اتم بود وزن آن‏ها بود. دالتون در جستجوی آن بود که بداند چه چیز باعث می‏شود اتم‏های عناصر مختلف با یکدیگر متفاوت باشند. در آزمایشات و تحقیقات افرادی مانند لاووازیه، پروست و خود دالتون، وزن مواد مختلف داخالت داشتند. شاید کشف وزن اتم‏های مختلف امکان‏پذیر بود و شاید این همان عاملی بود اتم‏ها را با یکدیگر متفاوت می‏ساخت. در سال 1811 فیزیکدان ایتالیایی به نام «آمدئوآووگادور» مدعی شد که چنانچه حجمهای مساوی از گازهای مختلف همیشه از ذرات مساوی ساخته شده باشند او می‏تواند قانون ترکیب امجام را ثابت کند. این ذرات ممکن است اتم‏های منفرد و یا ترکیبی از اتم‏ها که مولکول نامیده می‏شوند، باشند و این «فرضیه اووگادور» خوانده می‏شود. با توجه به اینکه دو حجم از هیدروژن با یک حجم اکسیژن ترکیب می‏شود، چنانچه این نظریه صحت داشته می‏داشت، پس احتمالا بدان معنی است که به عوض یک اتم از هر کدام که دالتون معتقد بود، 2 اتم هیدروژن در یک مولکول آب را پذیرفتند ولی تقریبا هیچ کس اعتنایی به فرضیه‏ی اووگادور نکرد. برای حدود 50 سال شیمی دان‏ها نمی‏فهمیدند منظور از نسبت‏های چندگانه چیست؟ در سال 1860 اولین کنگره بین المللی شیمی در کارلسورهه آلمان تشکیل شد. صد و چهل شیمی دان از همه‏ی ممالک در آن شرکت کردند. یک شیمی دان ایتالیایی به نام «استاینس لائو کانیزارو» که با فرضیه‏ی اووگادور کاملا آشنایی داشت، نظریات خود را در جزوه‏ای منتشر کرد و در کنگره سخنرانی مستدلّی درباره اووگادور ایراد کرد. «ژان سوره استا» شیمی دان بلژیکی که مشغول تهیه‏ی جدول اوزان اتمی بود فرضیه‏ی اووگادور را اساس کار قرار داد و سرانجام در 1865 موفق شد اولین جدول جدید این ارقام را در اختیار عموم قرار دهد. آرایش اتمی‏ اگر چه مشکل وزن‏های اتمی حل شده بود، اما این تنها مشکل اتم نبود. در 1824 دو شیمی دان آلمانی، «جوستوس خون لیبیگ» و «فرد ریش وولر» روی دو ترکیب متفاوت کار می‏کردند هریک برای ترکیب خود به فرمولی دست یافتند و به تعداد زیادی از اتم‏های هریک از آن دو عنصر پی بردند. وقتی نتایج حاصله را اعلام کردند، معلوم شد هر دو ترکیب دارای فرمول واحدی هستند و در مقیاس مساوی، مولکول هر ترکیب دارای فرمول واحدی هستند و در مقیاس مساوی، مولکول هر ترکیب دارای همان عناصری است که در ترکیب دیگر وجود دارد. با همه‏ی اینها دو ترکیب متفاوت با دو طرز عمل مختلف بودند. «بزرلیوس» که پیشکسوت شیمی دان‏های عصر خود بود، از این مساله در شگفت شد و عمل دو شیمی دان را تکرار کرد و متوجه صحت عمل آن دو شد. دو ترکیب متفاوت با عناصر یکسان با نسبتهای یکسان حاصل می‏شد. برزلیوس آنها را «ایزومر» نامید که واژه‏ای یونانی به معنای «نسبت‏های برابر» است. موارد دیگری از ایزومرها کشف شد که تقریبا همیشه در مولکول‏های حاوی اتم کربن بدست می‏آمد. برزلیوس مولکول‏های کربن دار نباتات و حیوانات را به دلیل اینکه معمولا در موجودات زنده بودند «ترکیبات آلی» نامید. دست یابی به فرمول ترکیبات آلی دشوارتر بود. در حالیکه اکثر مولکول‏های فاقد اتم کربن کوچک بودند ولی پی بردن به ساختمان آنها میسر بود. اما در مورد اینکه دقیقا چه میزان از هر نوع اتم وجود داشته، گیج کننده بود و ممکن بود که همان ترکیبات ایزومرهای متفاوتی داشته باشند. دانستن تعداد اتم‏های یک مولکول کافی نبود، زیرا ممکن بود انواع یکسان از اتم‏ها به نظر تعداد مساوی آرایش متفاوتی در دو مولکول متفاوت ارائه دهند. اما شیمی دان‏ها چگونه می‏توانستند به این آرایش پی ببرند؟ یک شیمی دان انگلیسی به نئام «ادوارد فرانکلند» در سال 1852 پیشنهاد کرد که هر نوع مختلف اتم دارای «ظرفیت» خاص است. یعنی قدرت ترکیب فقط با تعداد خاصی از اتم‏های دیگر را دارد. این کلمه را از لغت یونانی به معنای «قدرت» گرفته شده است. برای مثال هیدروژن دارای ظرفیت 1 است و فقط با یک اتم دیگر می‏تواند ترکیب شود. در 1858 یک شیمی دان اسکاتلندی به نام «آرچیباله اسکات کوپر» پیشنهاد کرد که به اتم آنچنان بنگریم که گویی پیوند هایی دارد که به وسیله‏ی آنها خود را به دیگر اتم‏ها متصل می‏کند. مثلا هیدروژن را به صورت -H می‏نویسیم و با متصل کردن پیوندها مولکول می‏سازیم. روش استفاده از پیوندهای اتمی برای ساختن مولکول در مورد ترکیبات آلی کوچک به آسانی قابل عمل بود، ولی مساله‏ی پیچیده مولکول‏های بزرگ آلی بود که هنوز نیاز به توضیح داشت. «ککوله» فرضیه ظرفیت را در مورد ترکیبات آلی اجرا کرد و در سال 1858 نشان داد که با تمرکز بر این واقعیت که اتم کربن چهار پیوندی است و مساله‏ی تعدادی از مولکول‏ها را حل کرده است. با روشن شدن موضوع اوزان اتمی، صحت راه ککوله نیز روشن شد. زمانی که ککوله سیستم خود را اعلام کرد بسیاری از مسائل مربوط به ترکیبات آلی بسرعت حل شد. با این حال یک ترکیب ساده همچنان حل نشده باقی ماند و آن بنزن با فرمول C0H0 بود. به نظر می‏رسید که برای ترکیب 6 اتم کربن و 6 اتم هیدروژن برای ایجاد مولکولی که مانند بنزن عمل کند، طبق سیستم ککوله هیچ راهی نباشد. بعد از ظهر یک روز در سال 1865 وقتی که سوار بر یک واگن اسبی بود به خواب سبکی فرو رفت، در حالت نیمه خواب زنجیری از اتمهای کربن به سرعت از نظرش گذشت ناگهان ته زنجیره خود را به سر دیگر متصل کرد و حلقه‏ای از اتم تشکیل داد. بدین ترتیب ککوله جواب سئوال خود را یافت و فرمول گسترده بنزن را ارائه داد. در 1874 یک شیمی دان هلندی به نام «جاکوبرس هنریکوس وانهوف» نشان داد که چگونه می‏توان پیوندهای اتم کربن را نه فقط به صورت ترسیم روی یک کاغذ بلکه در فضای واقعی قرار داد. بدین ترتیب ساختن نمونه‏های سه بعدی مولکول‏ها در حالیکه همه‏ی اتم‏ها در جای صحیح خود و همه پیوندها در جهت درست قرار داشته باشند میسّر گردید. واقعیت اتم‏ حدود اواخر سالهای دهه‏ی 1800 فرضیه‏ی اتمی در تمامی پیکارهایش پیروز شده بود. ساختمان مولکوی‏های بیشتر و بیشتری با جزئیات کشف شده و حتی ساختمان بعضی از ترکیبات آلی نسبتا پیچیده نیز روشن شد. اما هنوز هیچکس اتم یا مولکول را به چشم ندیده بود و اتم تنها وسیله‏ای برای توجیه و تشریح اکتشافات شیمی دانان و مفاهیم آسان و مفیدی بودند. هیچکس نمی‏دانست اتمها و مولکولها واقعا چگونه‏اند، چه اندازه و وزنی دارند و بسیاری از شیمی دانان اظهار می‏کردند که نباید موضوع اتم را جدی گرفت و فقط در حد یک ایده است. در سال 1827 یک گیاه شناس اسکاتلندی به نام «رابرت براون» برای دیدن یک ذره‏ی بسیار کوچک گرده گیاهی که بر روی آب شناور بود از میکروسکوپ خاصی استفاده کرد. وی مشاهده کرد که ذرات کوچک گرده در جهات مختلف پراکنده می‏شدند. البته دانه‏های گرده از گیاهان بر می‏خیزند و ذرات کوچکی از حیات در خود دارند. در نتیجه براون به فکر افتاد که حرکت ذرات بدلیل زنده بوده آنهاست. براون همین آزمایش را روی ذرات بسیار ریز رنگ که فاقد حیات بودند، انجام داد. آنها نیز همانطور حرکت می‏کردند. این حرکت را «حرکت براونی» می‏نامند. برای مدتی در حدود 30 سال هیچکس نمی‏دانست چگونه آن را توجه یکند. حدود 1860 یک ریاضی دان اسکاتلندی به نام «جیمز کلارک ماکسول» در مورد طرز عمل گازها به مطالعه پرداخت. وی نشان داد که گازها نه تنها از اتم و مولکول ساخته شده‏اند، بلکه این اتم‏ها و مولکول‏ها دائما در همه جهات در حرکت اند و از اطراف و بالای یکدیگر به سرعت می‏جهند. هر چه درجه حرارت بالا بود اتم‏ها و مولکول‏ها با سرعت بیشتری حرکت می‏کردند و با شدت بیشتری می‏جهیدند. ذره کوچک بر حسب جهتی که تصادمات مولکول‏ها انجام می‏گیرد تا بی نهایت روی آب به این طرف و آن طرف خواهد رفت. این توضیح حرکت براونی است. در سال 1905 ریاضی دان آلمانی به نام «آلبرت انیشتین» حرکت ذراتی بر طبق «حرکت براونی» را مورد مطالعه قرار داد و فرمول ریاضی پیچیده‏ای شامل اندازه ذره، اندازه مولکول آب و فاصله‏ای که ذره در مدت زمان معین طی می‏کند، ارائه داد. بنابراین اگر کسی می‏توانست اعداد قسمت‏های حباب به استنثنای مولکول آب را بدست آورد مجهول آخر قابل محاسبه است. سرانجام در سال 1908 یک دانشمند فرانسوی به نام «ژان بانیست پرن» مسئله را حل کرد. وی ذرات جسمی موسوم به شیره انگم را در ظرف آبی ریخت، نیروی جاذبه زمین ذرات را به ته ظرف کشاند ولی «حرکت براونی» همچنان ذرات را به طرف بالا پرتاب می‏کرد. طبق فرمول همچنان که یک ذره از پایین به بالا می‏رفت تعداد ذرات در آب می‏بایست تا میزان بخصوصی کم شود. پرن در همه‏ی ارتفاعات مختلف ذرات را شماره کرد و توانست ارقامی برای همه موارد فرمول به غیر از مولکول آب تهیه و اندازه‏ی مولکولی آب را حساب کند. معلوم شد که یک اتم حدود 1/100000000 یک سانتیمتر است. وقتی خبر آزمایش پرن پخش شد مابقی شیمی دان‏ها ناگزیر تسلیم شدند. بدین ترتیب دلیل روشنی در مورد اندازه‏های اتمهای واحد بدست آمد. اگرچه خود اتم‏ها دیده نمی‏شدند ولی نتایج حاصل از تکان‏های آرام، فشار دادن و تصادم آنها قابل رویت بود. در سال 1936 یک دانشمند آلمانی به نام «اووین ویلهلم مولر» میکروسکوپ الکترونی را اختراع کرد. در این میکروسکوپ سر سوزن ظریفی در ظرفی که همه‏ی هوای آن کشیده شده (خلأ) قرار داده شده بود. وقتی به ظرف حرارت داده می‏شد، ذرات کوچکی از سر سوزن جدا شده و در خطوط مستقیم از آن دور شده و به صفحه‏ای از مواد شیمیایی اصابت می‏کردند و این صفحه در اثر برخورد ذرات سرخ و گداخته می‏شد. از گداختگی صفحه می‏توانستند نوع ساختمان سر سوزن را تعیین کنند. مولر این وسیله را تکمیل و در حدود سالهای 1950 موفق شد از صفحه گداخته عکس بگیرد. این عکس اتم‏های سازنده‏ی نوک سوزن را که در خطوط منظم ردیف شده بودند نشان می‏داد. بالاخره مردم موفق به دیدن اتم شدند. البته دیگر در آن زمان می‏دانستند که اتم آنچه که تصور می‏کردند، نیست. لوسیپوس و دموکریتوس و دالتون فکر می‏کردند اتم‏ها غیر قابل تجزیه‏اند و خود کلمه‏ی اتم هم به همین نام است. امروزه دانشمندان درباره‏ی اتم چیزهای زیادی می‏دانند.