الذرة من الداخل ..."الحلقة الأولى" ...نبذة تاريخية

[سمية أحمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اخوانى الأعزاء أعضاء منتدى الفيزياء التعليمى ...وددت أن أضع بين أيديكم هذا الموضوع وأتمنى أن ينال اعجابكم وهو عبارة عن سلسلة من الحلقات سأحاول أن أتحدث فيها عن الذرة كتكوين داخلى ...
مم تتكون؟...هل هى عبارة عن نواة والكترونات فقط ؟...أم أنها تحوي بداخلها جسيمات اصغر؟...ما هو النموذج المعيارى"standard model" ?...
هذا ما سنحاول التحدث عنه بمشيئة الله ...والله المستعان...
ولكن قبل ان نبدء لابد أن نتعرض لتاريخ هذا الاكتشاف المذهل ...اكتشاف الذرة...أو فلنسميها حكاية الذرة...

فرضية العناصر الاربعة
تبدء حكاية الذرة منذ ايام اليونان حيث تساءل الفلاسفة منذ القدم عن هذا الكون ...
مم يتكون ومم تتكون الأشياء التى نراها من حولنا؟؟؟
كان أول من أجاب على هذا السؤال هو امبيدوقليس "فيلسوف يونانى"حيث افترض أن كل مافى هذا الكون يتكون من أربعة عناصر هى الهواء والتراب والماء والنار فالأرض تتكون من هذه العناصر والانسان يتكون من تآلف هذه العناصر بنسب مختلفة
إعترض ديموقريطس على هذه الفرضية وقال بأن الأشياء من حولنا تتكون من جسيمات صغيرة
جدا مثل مايتكون البناء من أحجار صغيرة واطلق عليها إسم الذرات"atoms"وكلمة atomهى كلمة يونانية تعنى التى لاتنقسم أى التى لاتتكون من وحدات أصغر
ولكن فى الحقيقة فإن فرضية الذرات لم تنتشر بالقدر الذى انتشرت به فرضية العناصر الأربعة
حيث تبنى فرضية العناصر الأربعة كل من أفلاطون وأرسطو ولقيت إنتشاراً واسعا فى العصر اليونانى

سقوط فرضية العناصر الأربعة
ظلت هذه الفرضية منتشرة لقرون عديدة ...ولم تسقط إلا فى عام 1785على يد أنطون لافوازييه حيث ...
1.ثبت أن هناك عدة أنواع من الأتربة تختلف فى خصائصها وبالتالى فقد التراب جوهره ولم يعد بالإمكان إعتباره من العناصر الأربعة
2.اثبت لافوازييه أن الهواء يتكون من خليط من الغازات وليس مكوناً واحداً كما كان يعتقد حيث أثبت أن الهواء يتكون فى معظمه من غاز سام لايشتعل ولايساعد على الإشتعال أطلق عليه إٍسم المازوت"النيتروجين حالياً" أما الهواء الحيوى"الأكسجين"فإنه يشكل 20%من حجم الهواء
وهو غاز يساعد على الإشتعال كما إكتشف وجود غاز يشتعل ويساعد على الإشتعال أطلق عليه إسم الهيدروجين...وبهذا فقد الهواء جوهريته ولم يعد من العناصر الأربعة

3.أثبت لافوازييه فى تجربة مثيرة أمام حشد غفير من الجماهير أن الماء ليس جوهريا حيث قام بتسخين الماء وقام بتعريض بخار الماء إلى حديد أحمر ساخن فتحلل إلى غازى الهيدروجين والأكسجين ثم قام بتجميع هذين الغازين فى وعاء زجاجى فحدثت فرقعة شديدة وعاد الماء للظهور مرة أخرى أمام إستغراب ودهشة من الحضور وبهذا لم يعد بالإمكان إعتبار الماء من العناصر الأربعة ...ونفس الكلام بالنسبة للنار فهى ليست جوهرية ولايمكن أن تكون ضمن العناصر الأربعة...وبهذا تسقط فرضية العناصر الأربعة

عودة فرضية الذرات مرة أخرى
فى القرن التاسع عشر عادت فرضية الذرات التى كان ديموقريطس قد طرحها من قبل ...هل تتذكرون...عادت للظهور مرة أخرى
انقسم العلماء فى هذا القرن بين مؤيد ومعارض لتلك الفرضية
فمنهم من يؤيد ومنهم من يقول أنها مجرد خرافات فلايمكن للإنسان أو الأشياء أن يتكون من جسيمات صغيرة لاترى وكان هذا بالنسبة لهم يدعو إلى السخرية

القرن العشرين وإثبات وجود الذرة
فى أوائل القرن العشرين إستطاع أينشتين إثبات وجود الذرة رياضياً عن طريق تفسيره للحركة البراونية وكان أينشتين بهذا هو الورقة التى قلبت وغيرت مفاهيم الفيزياء
وكان الإعتقاد السائد هو أن هذه الذرات عبارة عن كرات مسمطة متعادلة
وبدءت التساؤلات فى الظهور من جديد ...وكان السؤال الذى يطرح نفسه هو...
إذا كانت جميع الأشياء تتكون من ذرات مسمطة متعادلة فلماذا نجد إختلافاً بين الأشياء ???
لماذا نجد إختلافاً فى الأشكال والألوان؟؟؟
وكانت الإجابة عن هذه التساؤلات تقتضى الإفتراض بأن الذرة تتكون من جسيمات أصغر تختلف فى عددها وترتيبها من مادة لأخرى ولهذا يظهر الإختلاف

رذرفورد وتصوره عن بنية الذرة
توالت أبحاث العلماء لتصور ما بداخل الذرة ...وكان أهمها ما قام به رذرفورد
حيث حاول كشف أسرار الذرة على أساس تجريبى فى تجربته الشهيرةحيث...
عرض شريحة من الذهب سمكها حوالى 1 ميكرومتر لجسيمات ألفا الموجبة فلاحظ...
1.معظم جسيمات ألفا تنفذ من الشريحة
2.نسبة صغيرة من جسيمات ألفا تنحرف عن مسارها
3.نسبة صغيرة جداً جداً ترتد عن مسارها
إستنتج رذرفورد من هذه التجربة...أن معظم الذرة فراغ وأنه يوجد بمركز الذرة جسيم صغير جداً ولكنه كثيف جدًا وأن شحنة هذا الجسيم موجبة وأطلق على هذا الجسيم إسم النواة"nucleous
والجدير بالذكر هنا أن رذرفورد كان قد تنبأ عام 1920 بوجود جسيمات متعادلة داخل النواة’وأثبت جيمس تشادويك عام1932وجودهاوأطلق عليها إسم النيوترونات"neutrones"
وكان تصور رذرفورد عن بنية الذرة أنها تشبه إلى حد كبير النظام الشمسي ...
النواة مثل الشمس تدور حولها الإلكترونات مثل الكواكب
نحن نعلم بعد ذلك أن تصور رذرفورد لبنية الذرة تعارض مع النظرية الكهرومغناطيسية لماكسويل هرتز ولذلك قام بور بوضع تصوره عن بنية الذرة وأن الإلكترون لايشع طالما كان فى مداره المستقر وظهرت ميكانيكا الكم وتلك الحكاية الطويلة ...ولكننا لسنا بصددها الآن

المهم أن نفهم أنه حتى حوالى عام 1932كانت الذرة عبارة عن نواة بداخلها بروتونات ونيوترونات وتدور حولها الإلكترونات فقط

ولكن هل هى حقاً كذلك ؟؟؟...هذا ما سنحاول الإجابه عنه بإذن الله المرة القادمة
وإلى اللقاء...وتقبلونى بينكم

[محمد عريف]

موضوع جيد أخي بارك الله فيك

وننتظر باقي الموضوعات

وسيتم نقل الموضوع إلي منتدي الذرية لأنه الأنسب

مع وافر احترامي وتقديري

[سمية أحمد]

يشرفنى مرورك أستاذ محمد عريف

[محبة الرسول]

موضوع رائع.. لكنه يفتقد قليلا إلى الأسلوب الذي كتبتي به الحلقات الأخرى..

سواء من تنسيق الكتابة أو أسلوب الشرح.. يمكن لأن هذا تاريخ الذرة

مجهود أكثر من رائع سمية.. بارك الله فيكِ غاليتي