المتفيزق
11-30-2012, 08:10 PM
أحاول عادة أن أبرز للطلاب بأن العبرة في الفيزياء بالمفهوم المستقر في الذهن أكثر منه مجرد علاقات أو مفاهيم مجردة عن التصور الصحيح... على سبيل المثال فإن قليلا من الطلاب يستحضر معنى النيوتن في ذهنه عندما يتحدث عن القوة ...وإن كان يعرفه بشكل صحيح ولا يخطئ في وضع الوحدات الخاصة به ... لكن معنى النيوتن لم يلامس قلبه ملامسة حقيقية... لكنه لو نظر إلى تثاقل 1 كجم لوجد أنه تقريبا 10 نيوتن ...يعني النيوتن تثاقل عشر الكيلو أو مائة جرام تقريبا ... ولذا كنت أقول : إن ساعتي نيوتن ... لأن وزنها في حدود 100 ثقل جرام...
واليوم أتحدث في مفهوم بسيط على الدارسين لكني أشك أننا نغوص في أعماق المفهوم ...
نتحدث كثيرا عن الذرة ونقول إنها فراغ لأن الكتلة مركزة في النواة الصغيرة ... لكننا عندما نرسمها نرسم دائرة ( في الواقع كرة) في وسطها دائرة (كرة) صغيرة أو نقطة (غامقة) نعتبرها النواة ... ويستقر في اذهاننا أن هذه الكرة التي تمثل الذرة كبيرة جدا بالنسبة للكرة الصغرى القابعة في المركز والتي نسميها النواة...كم نسبة نصف قطر هذه الكرة بالنسبة للكبرى؟؟؟ لنقل إنها بنسبة واحد إلى عشرة ... يعني لو تحدثنا عن نسبة حجم الكرة الممثلة للذرة بالنسبة للكرة التي تمثل النواة لكانت النسبة في حدود 1000 مرة (حجم الكرة الصفيرة= 4 ط × نق كعيب ، حجم الكبيرة =4 ط × ( 10 نق) تكعيب) وبالقسمة نحصل على الجواب السابق . أي أن حجم الذرة أكبر بنحو 1000مرة من النواة ... لذلك تبدو الذرة فراغا بالفعل ...ومع ذلك دعنا نحسب حسابا بسيطا...
إن نصف قطر ذرة الهيدروجين (أصغر نصف قطر لأصغر ذرة) في حدود نصف أنجستروم ... أما النواة فهي
في حدود 2 من مليون من الانجستروم ... يعني نسبة حجم الذرة إلى النواة هو في الواقع النسبة بين مكعبي نصفي القطرين ... احسبها ... نعم ... لا تستغرب ... إن حجم الذرة يساوي قريبا من عشرة أس 12 من المرات ... يعني مليون مليون مرة
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
القصة إذن ليست في حدود ألف مرة كما اعتقدنا آنفا ..
إنها (ألف) مليار مرة ... شيء يصعب تخيله ... ولذلك يمكن ببساطة أن نتحدث عن فراغ الذرة ... نعم إن الذرة المركزة في النواة (يعني كتلتها) لا تساوي هباءة بالنسبة لغرفة ... فهل يعقل أن نقول إن الغرفة مزدحمة ومشغولة لأن هباءة من ذرات الغبار قد
دخلت إليها ؟؟؟ إن ابسط المنطق يقول بأن الغرفة فارغة فارغة فارغة...
تخيل الان ان هذه الهباءة الصغيرة تزن الغرفة جميعا ... يعني مجموع الأحجار والمصابيح والسقف الذي تتكون منه الغرقة كله صفر ما عدا تلك الهباءة التي تزن الغرفة جميعا؟؟؟ شيء لا يصدق أيضا...
وهنا تبرز نقطة أخرى ... تساهم هي الاخرى في توضيح هذا المفهوم...
تخيل أن النواة قد كبرت إلى الحد الذي تصبح فيه مثل البطيخة... يعني لنقل إنها أصبحت كرة نصف قطرها 15 سم ... أين يا ترى سيكون أول الكترون ؟؟؟ يعني إذا اصبح بروتون ذرة الهيدروجين في حدود بطيخة عادية فاين نتوقع أن نجد الالكترون؟؟؟
هذه ايضا تضيف معنى جميلا للاحساس بالمفهوم الذي نطرحه ... الذرة فر اغ...
إن نسبة نصف قطر الذرة إلى نصف قطر النواة يمكن حسابه مما سبق ... لنجد أن النسبة في حدود 25 ألف مرة... وعلى ذلك نتوقع أن بعد الالكترون سيكون في حدود 25 ألف مرة من نصف قطر النواة التي أصبحت 15 سم (أو 15 من مائة من المتر) ، وسنجد أن هذه المسافة تقترب من 4 كلم... يعني إذا تخيلنا قطاع غزة الذي تصدر الأخبار هذه الأيام شريحة من مادة فإنه بالكاد يتسع لخمس ذرات فقط ... تخيل أن خمسة أشخاص يعيشون في قطعة ارض في حدود 360 كيلومترا مربعا ... يعني لنقل مساحة ارض في حدود 10 × 40 كلم مربع تقريبا يقطنها 5 أشخاص فقط ... ألا تتفق معي بأن البلد ستكون فراغا؟؟؟
إلى لقاء جديد...
واليوم أتحدث في مفهوم بسيط على الدارسين لكني أشك أننا نغوص في أعماق المفهوم ...
نتحدث كثيرا عن الذرة ونقول إنها فراغ لأن الكتلة مركزة في النواة الصغيرة ... لكننا عندما نرسمها نرسم دائرة ( في الواقع كرة) في وسطها دائرة (كرة) صغيرة أو نقطة (غامقة) نعتبرها النواة ... ويستقر في اذهاننا أن هذه الكرة التي تمثل الذرة كبيرة جدا بالنسبة للكرة الصغرى القابعة في المركز والتي نسميها النواة...كم نسبة نصف قطر هذه الكرة بالنسبة للكبرى؟؟؟ لنقل إنها بنسبة واحد إلى عشرة ... يعني لو تحدثنا عن نسبة حجم الكرة الممثلة للذرة بالنسبة للكرة التي تمثل النواة لكانت النسبة في حدود 1000 مرة (حجم الكرة الصفيرة= 4 ط × نق كعيب ، حجم الكبيرة =4 ط × ( 10 نق) تكعيب) وبالقسمة نحصل على الجواب السابق . أي أن حجم الذرة أكبر بنحو 1000مرة من النواة ... لذلك تبدو الذرة فراغا بالفعل ...ومع ذلك دعنا نحسب حسابا بسيطا...
إن نصف قطر ذرة الهيدروجين (أصغر نصف قطر لأصغر ذرة) في حدود نصف أنجستروم ... أما النواة فهي
في حدود 2 من مليون من الانجستروم ... يعني نسبة حجم الذرة إلى النواة هو في الواقع النسبة بين مكعبي نصفي القطرين ... احسبها ... نعم ... لا تستغرب ... إن حجم الذرة يساوي قريبا من عشرة أس 12 من المرات ... يعني مليون مليون مرة
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
القصة إذن ليست في حدود ألف مرة كما اعتقدنا آنفا ..
إنها (ألف) مليار مرة ... شيء يصعب تخيله ... ولذلك يمكن ببساطة أن نتحدث عن فراغ الذرة ... نعم إن الذرة المركزة في النواة (يعني كتلتها) لا تساوي هباءة بالنسبة لغرفة ... فهل يعقل أن نقول إن الغرفة مزدحمة ومشغولة لأن هباءة من ذرات الغبار قد
دخلت إليها ؟؟؟ إن ابسط المنطق يقول بأن الغرفة فارغة فارغة فارغة...
تخيل الان ان هذه الهباءة الصغيرة تزن الغرفة جميعا ... يعني مجموع الأحجار والمصابيح والسقف الذي تتكون منه الغرقة كله صفر ما عدا تلك الهباءة التي تزن الغرفة جميعا؟؟؟ شيء لا يصدق أيضا...
وهنا تبرز نقطة أخرى ... تساهم هي الاخرى في توضيح هذا المفهوم...
تخيل أن النواة قد كبرت إلى الحد الذي تصبح فيه مثل البطيخة... يعني لنقل إنها أصبحت كرة نصف قطرها 15 سم ... أين يا ترى سيكون أول الكترون ؟؟؟ يعني إذا اصبح بروتون ذرة الهيدروجين في حدود بطيخة عادية فاين نتوقع أن نجد الالكترون؟؟؟
هذه ايضا تضيف معنى جميلا للاحساس بالمفهوم الذي نطرحه ... الذرة فر اغ...
إن نسبة نصف قطر الذرة إلى نصف قطر النواة يمكن حسابه مما سبق ... لنجد أن النسبة في حدود 25 ألف مرة... وعلى ذلك نتوقع أن بعد الالكترون سيكون في حدود 25 ألف مرة من نصف قطر النواة التي أصبحت 15 سم (أو 15 من مائة من المتر) ، وسنجد أن هذه المسافة تقترب من 4 كلم... يعني إذا تخيلنا قطاع غزة الذي تصدر الأخبار هذه الأيام شريحة من مادة فإنه بالكاد يتسع لخمس ذرات فقط ... تخيل أن خمسة أشخاص يعيشون في قطعة ارض في حدود 360 كيلومترا مربعا ... يعني لنقل مساحة ارض في حدود 10 × 40 كلم مربع تقريبا يقطنها 5 أشخاص فقط ... ألا تتفق معي بأن البلد ستكون فراغا؟؟؟
إلى لقاء جديد...