V polovině listopadu už je Podzámecká zahrada téměř prázdná, takže poskytuje téměř ideální prostor pro představu atomových orbitalů – ty jsou taky prostor a taky jsou téměř prázdné.
Slovo „představa“ rozeberme pozorněji, protože v souvislosti s elementárními částicemi mnozí razí heslo: „Hlavně si nic nepředstavujte!“ a mají jistě pravdu v tom, že žádná naše vizualizace patrně nebude odpovídat tomu, jak atom ve skutečnosti „vypadá“ – nevypadá totiž nejspíš nijak. Ale na druhou stranu lze připustit (aspoň já jsem dosud toho názoru), že i nesprávná představa může přispět k pochopení této problematiky – když s ní budeme pracovat správně.
Vzali jsme tedy klubko červené vlny (které nám jako Ariadnina nit mělo pomoci neztratit se v labyrintu představ) a vyrazili do Podzámky modelovat orbitaly. Jádro bylo představováno kaštanem, průsečíkem os a v jednom případě (helium) čtyřmi anděly. Pro vyjádření elektronů jsme pak použili (na místě nasbírané) listy jinanu dvoulaločného (Ginkgo biloba), jejichž zvlněný tvar umožnil vystihnout i vlnový charakter těchto fermionů, jakkoli jsme pak při samotném znázorňování atomu upřednostnili jejich korpuskulární podstatu.
A k elektronům je nutno připojit ještě jednu poznámku: původním záměrem bylo pokusit se nasimulovat také jejich pohyb (i když v popisovaných 60 % rychlosti světla jsem samozřejmě nedoufal), ale vybraní studenti se v mrazivém poledni nebyli ochotni pohybovat téměř vůbec, čímž snad naznačili možnou interpretaci (ve skutečnosti nemožné) teploty absolutní nuly.
Výsledky našeho snažení si lze prohlédnout na následujících fotografiích:
Velikost jádra ku velikosti celého atomu (rozmlžení úmyslné)
Atom helia – jádro se dvěma protony a dvěma neutrony je zde představováno čtyřmi anděly,
dva elektrony se nacházejí v orbitalu 1s
Příprava osy – ta nám pomůže správně zorientovat orbitaly p
Atom kyslíku – plně obsazené orbitaly 1s, 2s a 2px , orbitaly 2py a 2pz pak obsahují každý po jednom elektronu
(podle Hundova pravidla)
Detail plně obsazeného orbitalu 1s (v zadní části je možné spatřit elektron nacházející se už ve vyšší hladině n=2)