عيون العرب - ملتقى العالم العربي - عرض مشاركة واحدة

**.Dream** · #1 12-19-2014, 05:16 PM

-
.

[/align]

عآلم الذرة:-
ظهر مصطلح الذرة (atom) على يد الفيلسوف
(ديموقريطيس) في القرن الخامس قبل الميلاد
دون دليل تجريبي على ذلك
سوى فكرة بديهية فلسفية
فكل شيء في الكون يتكون
من أشياء صغيرة وهذه تتكون
من أصغر وهكذا بالتتابع
فأفترض أن المادة تتكون من
وحدات أولية غير قابلة للإنقسام
أعطاها اسم ذره وظل هذا
المصطلح يسبح في الذاكرة البشرية
لقرون حتى جاء العالم الإنجليزي (دالتون)
في القرن الثامن عشر الميلادي
ليضيف إلى ذلك أن هذه الذرات
تتجاذب متحدة لتصنع المركبات
وقدم هذا العالم قانونه الشهير
في تفاعل الغازات.

مع اكتشاف الكهرباء ظهرت تقنية
أشعة المهبط (cathode-ray)
وهي التي تظهر أثناء تمرير
الكهرباء في أنبوب مفرغ من الهواء
(فكرة التلفزيون فيما بعد) فوجد
الفيزيائيون انحراقاً لهذه الأشعة
بتأثير أي مجال مغناطيسي يسلط
عليها بل وقد تصنع ظلالاً إذا أعترضها
أي جسم فبدأ الاعتقاد أن هذه
الأشعة تتكون من جسيمات
تملك شحنة كهربائية سالبة وبدأ
البحث عن كنهها فأثبت العالم (تومسون)
في عام 1879م أن هذه الجسيمات
هي الالكترونات (electrons) وقاس
كتلتها وقدرها 10.9.1 -27 جم.
ثم باكتشاف النشاط الإشعاعي
للعناصر الثقيلة في عام 1896م على
يد العالم (هنري بيكريل)
تم تصنيفها فيما بعد في ثلاث
إشعاعات هي أشعة ألفا (α) وأشعةبينا (β)
ً وأشعة جاما ( γ ) كان هذا الاكتشاف
المدخل لمعرفة بينة الذرة الداخلية بعد ذلك.

استفاد الفيزيائي (أرنست رذرفورد) من الإشعاعات
في تجربته الشهيرة
لمعرفة تركيب الذرة فقام بتوجيه
حزمة من أشعة ألفا على صفيحة
معدنية رقيقة فوجد أن القسم الأعظم
منها أخترق الصفيحة بينما عانى جزء منها إنحرافاً
في المسار فأستنتج أن حجم
الذرة فراغ أما مادة الذرة النواه فتحوي
جسم يجعل الأشعة تنحرف ولم يكن
هذا الجسم سوى البروتون (proton)
ذو الشحنة الموجبة
وكتلة 1.672 * 10 -24 جم،
ليأتي بعد ذلك العالم (شادويك)
ويضيف إلى قلب النواة جسيماً آخراً
أطلق عليه اسم نيترون (neuron)
ذو شحنة متعادلة (إلى شحنة له) له كتلة
مقاربة للبروتون..
فكان نموذج رذر فورد للذرة عبارة عن
نواة فتمركز فيها بروتونات ونيترونات
تمثل 99.9% من كتلة الذر و يدور
حولها للالكترونات مشابه لحد كبير
المجموعة الشمسية إذا أن النواة تشابه
الشمس وباقي الكواكب تميل لها الالكترونات،
وهذه الذرة من الصغر بمكانه إذ تقاس
بوجود الانجستروم (angstrom)
وهي تساوي واحد على عشرة
مليون من المليمتر فقطر ذرة الهيدروجين
(أصغر ذرة في الوجود) يبلغ 5% أنجستروم
بحيث لو رصيت 600 ألف مليار
مليار ذرة إلى جوار بعض
لكون لك واحد جرام فقط.

اوجه الذرة:-
يكون عدد البروتينات الموجبه
مساو لعدد الالكترونات السالبة
ليعطي التوازن الكهربائي للذرة
وهذا العدد يمثل شخصية الذرة
بمعنى أن الاختلاف بين الذرات في
العناصر المتعددة يعود لعدد هذه
البروتينات فبزيادة العدد أو نقصانه
يكون عنصراً آخر فمثلاً بروتونات
الهيدروجين واحد والهيليوم أثنان وهكذا اليورانيوم
أثنان وتسعون وهذا ما عرف
بالعدد الذري للعنصر (Atomic number).
وحاصل جمع عدد النيترونات مع عدد البروتونات يعطي
العد الكتلي (Mass Number) للعنصر فمثلاً العدد
الكتلي لذرة الهيدروجين الطبيعي تساوي
أثنان (أي واحد بروتون وواحد النيترون)
فظهر لهذا السبب نظائر العنصر الواحد
أي أوجه مختلفة لنفس العنصر كلها
لها نفس العدد الذري لكنها تختلف
في العدد الكتلي تبعاً لزيادة أو نقصان
عدد النيترونات في النواه تسمى النظائر (isotopes)
فعنصر الهيدروجين
له نظيران هما: الدتريوم عدده الكتلي
أثنان والتيرتيوم عدده الكتلي ثلاثة
(واحد بروتون واثنان نيترون)
ويرمز لها 2H1 حيث الرقم العلوي
يمثل العدد الكتلي والسفلي العدد الذري
وهكذا تعددت النظائر في الحياة.
وهذه النظائر تم تصنيفها إلى قسمين
الأولى مشعة (غير منفردة) والأخر
مستقر فالمشع تكون نواته غير
مستقرة وتصدر الإشعاعات السابقة
لتتحول إلى عنصر آخر مستقر
(وتظهر هذه الحالة في العناصر التي
يزيد عددها الذري عن 85) والوقت اللازم
لهذه العناصر لتستقر وتتحول إلى عناصر غير
مشعة يسمى عمر نصف النظير قد يصل
إلى ملايين سنوات كما في نظائر
اليورانيوم أو إلى عدة ثوان كما في
نظائر الرصاص.)
ويوجد في الكون 280 نظير
مستقر و 46 نضير مشع أما العناصر
المستقرة هي العناصر العادية.

هيولي الإلكترون:-
تطورت النظريات بعد ذلك ولكنها تنصب
في شرح سلوك هذه الجسيمات الثلاث
داخل الذرة وعلاقتها مع بعضها البعض
وهذه النظريات انطلقت من نموذج
رذر فورد السابق الذكر في محاولة
لتحسينه وتطوير الأفكار عليه..
فكان اقتراح العالم (نيلزبوهر)
أن الالكترونات تدور حول النواة
في مدارات ثم رصدها بـ7 مدارات
(كدوران الكواكب حول الشمس)
وتم رصد كم استيعاب كل مدار من
الالكترونات وأن المتحكم في بقاء هذه الالكترونات
على هذه المدارات
هي الطاقة التي تمتلكها بحيث تظل
على تلك المدارات أو تغادرها
لكن تحديد مكان الالكترون على
المدار كانت المعضلة نتيجة
للسرعة الفائقة لدوران الالكترون
(7ملايين مليار لفة في الثانية) مكوناً
السحابة الالكترونية (electron cloud)
حول النواة.
وهذا الالكترون صار له طبيعتين هما
الموجبين والجسيمة
(نظراً لكتلته تقدر بحوالي 1/1840
كتلة البروتون) فقادت هذه الازدواجية
لفرضية دالة الاحتمالية على مكان
الالكترون ومبدأ عدم اليقين فيما بعد.

مارد القمم العجيب:-
منذ أن ظهرت النظرية النسبية الخاصة
لاينشتاين عام 1905م والتي دلت
على أن الطاقة والكتلة وجهان لعملة
واحدة أي يمكن تحويل الكتلة إلى
طاقة حسب معادلة اينشتاين
الشهيرة الطاقة= الكتلة* مربع سرعة
الضوء كان ذلك ايذانا بفتح كبير داخل
الذرة وأنه يمكن تحرير طاقة عظيمة
مخزونة فيها ولكن أين هذه الطاقة؟
من معرفتنا بنموذج الذرة الأخير
فالنواة تحوي البروتونات الموجبة
والنيترونات المتعادلة تدور حولها
الكترونات سالبة فلو سألنا أنفسنا
لماذا لا تتنافر البروتونات الموجبة
الموضوعة متجاورة في نواة الذرة؟
لأن هناك قوة أطلق عليها اسم القوة
النووية الشديدة (Strong nuclear)
تقوم ربط البروتونات مع بعضها
البعض متغلبة على قوة التنافر
بينها وتظهر هذه القوة كطاقة
فيما يسمى بالاندماج النووي.

الانشطار النووي Nuclear fission:-
هي تفكك نواة كبيرة (غير مستقرة)
مكونة نوى أصغر ومحررة طاقة كبيرة
كتفكك لنواة اليورانيوم عند قذفها
بنيترون إلى أنوية أصغر ويكون هذا
الانشطار متحكم فيه كما في
المفاعلات الذرية أو غير متحكم فيه
كما في القنابل الذرية وقد استخدمت
هذه التقنية في أوائل الأربعينات
لصناعة قنبلة ذرية والجدير بالذكر
أن القنابل الهيدروجينية المستخدمة
الطاقة النووية الشديدة يكون
فتيلها قنبلة ذرية.

تقنية المســـرعات:-
كانت جهود العلماء حثيثة لسير أعماق
الذرة أكثر فأكثر فاحتاجوا لتقنية تسمح
لهم الولوج إلى عالم الذرة المتناهي
الصفر فكانت تقنية المسرعات تقوم هذه التقنية
على تعجل (تسريع) جسيمات ذرية صغيرة
(كالبروتونات مثلاً) وإكسابها
طاقة عالية جداً ثم يسمح لها بالاصطدام
بأهداف نووية وبعد الاصطدام يتم
فحص النتائج لمعرفة أكبر
لهذه الجسيمات...
وتقاس هذه الطاقة بوحدة تسمى
الالكترون فولت (electron volt)
فإذا عبر الجسيم ناقل كهربائي
لآخر يزيد عليه فولت واحد
فقد أكتسب طاقة مقدارها
الكترون فولت واحد.
فكانت أول المسرعات (accelerators)
هو المسرع الخطي في عام 1928م
على يد (رولف فيدرو) في ألمانيا
ثم ظهر (السيكلوترون) في عام 1930م
على يد (أورلاند لونس) بطاقة 80.000
الكترون فولت ثم في عام 1952م كان السنكروتون
لتعجيل البروتونات
بطاقة مليار الكترون فولت
وفي عام 1967م كان المعجل (سلاك)
ذو الطول 3كم الذي أكتشف جسيمات
داخل البروتون وآخر الأمر كان المعجل
في مختبر (ديزي) في ألمانيا عام 1992م بطول 4أميال
وطاقة مقدارها 30مليار الكترون فولت ومشروع
المعجل الفائق
الذي يعمل بطاقة (10 19) الكترون
فولت وبقطر 53 ميل في الطريق إلينا.

الذرات في الكون والكرة الأرضية
باستخدام نظرية التضخم الكوني،
فإن عدد الذرات في الكون يتراوح
من 4×1078 إلى 6×1079
تقريبا. وبصفة عامة نظرا لأن الكون
لا نهائي فإن عدد الذرات أيضا يمكن أن
يكون لا نهائي.
وهذا لا يتنافى مع العدد الذي تم حسابه
نظرا لأن الكون
الخاضع للدراسة يقع ضمن 14 مليار سنة ضوئية.

الذرة في الصناعة
تقوم الذرة بدور غاية في الأهمية في الصناعة،
يتضمن ذلك الصناعات النووية،
علم المواد الصناعية، وأيضا في الصناعات الكيميائية.

الذرة في العلم
ظلت الذرة محل أنظار تركيز العلماء
لعقود.
وكان للنظرية الذرية تأثير كبير على
كثير من فروع العلم، مثل الفيزياء
النووية، الطيف وكل فروع
الكيمياء تقريبا.
ويتم دراسة الذرة هذه الأيام
في مجال ميكانيكا الكم
والجسيمات تحت-الذرية.
و قد تمت دراسة الذرة بدون قصد
مباشر في القرن 19 والقرن 20
وفى السنين الحالية..
وبظهور تقنيات جديدة أصبحت دراسة الذرة
أسهل وأدق.
فعن استخدام الميكروسكوب الإلكتروني
الذي تم اكتشافه في عام 1931
تم تصوير ذرات مفردة.
كما تم استحداث طرق جديدة للتعرف
على الذرات والمركبات.
فمثلا يتم استخدام مطياف الكتلة
لتحديد الذرات والمركبات.
كما يتم استخدام جي سي إم إس " كروماتوجرافى الغاز
ومطياف الكتلة
" لمعرفة المواد. وأيضا التأكد من
وجود ذرات أو جزيئات معينة
عن طريق أشعة إكس كريستالوجرافى.

النظريات التاريخية
قام كل من ديموقراطس وليسيوبوس،
فلاسفة إغريق من القرن الخامس
قبل الميلاد"
بتقديم أول الافتراضات بخصوص الذرة.
فقد إفترضا أن لكل ذرة شكل محدد مثل
الحصوات الصغيرة، وهذا الشكل
هو ما يحكم خواص تلك الذرة.
وقام دالتون في القرن 19 بإثبات
أن المادة تتكون من ذرات ولكنه
لم يعرف شيئا عن تركيبها.
وقد كان هذا الفرض مضاد لنظرية
الانقسام اللانهائي، التي كانت تنص
على أن المادة يمكن أن تنقسم
دائما إلى أجزاء أصغر.

وخلال هذا الوقت،
كانت الذرة تعتبر
أنها أصغر جزء في المادة،
وقد تغير هذا الفرض لاحقا
إلى أن الذرة نفسها تتكون من
جسيمات تحت الذرية وتم اكتشاف
الإلكترون عن طريق تجربة
طومسونو كانت عن أول الجسيمات
التي يتم اكتشافها.
وقد أدى ذلك لإثبات أن
الذرة يمكن أن تنقسم.
كما ساهمت اكتشافات راذرفورد
في إثبات وجود النواة وأنها
تحمل شحنة موجبة.
وكل الدراسات الحديثة للذرة
تأخذ في الاعتبار أن الذرة
تتكون من جسيمات تحت ذرية.

ومنذ عهد ديموقراطس تم اقتراح
نظرات عديدة لتركيب الذرة منها :
• نظرية البودينج
• نظرية الذرة المكعبة
• تصور بوهر
• التصور الموجي وهو التصور المقبول
حاليا و بينما تم إثبات خطأ نظرية
ديموقراطس تماما،
فإن كثير من النظريات الحديثة
مبنية على أفكار مشابهه مثل الشكل
والاهتزاز وهذه الأفكار تماثل خواص الجسيمات
تحت الذرية تحت اصل تسمية الذرة
يرجع أصل كلمة الذرة إلى الكلمة
الإغريقية أتوموس،
وتعنى غير قابل للانقسام.
وحتى القرن 19 حيث تم عرض
تصور بوهر كان الاعتقاد السائد
أن الذرات جسيمات دقيقة للغاية
وغير قابلة للانقسام.

تم بحمدلله.. وأتمنى لكم الإستفاده ^_^
و دمتم بسعآده

.