اكتشاف الإلكترون بواسطة طومسون كان أول مؤشر على أن للذرة هيكلا داخليا. ففي مطلع القرن 20 كان النموذج المقبول للذرة من طومسون الذي كانت عنده الذرة عباره عن كرة من الشحنات الموجبة مغروس بداخلها إلكترونات سالبة.
وفي مطلع القرن العشرين اكتشف الفيزيائيون أيضا ثلاثة أنواع من الإشعاعات تصدر من بعض نظائرالذرات،و هي :أشعة ألفا وأشعة بيتا ، وأشعة جاما . في الأعوام 1911 - 1914 أجريت تجارب من قبل ليز مايتنز، وأوتو هان، وجيمس تشادويك اكتشف أن أشعة بيتا عبارة عن إلكترونات وترافقها أشعة إكس. ولكن مجموع طاقة الإلكترون والأشعة السينية لم تعادل الطاقة المفقودة من النواة الذرية عن طريق تحلل بيتا. وكانت هذه مشكلة بالنسبة للفيزياء النووية في ذلك الوقت. ثم تبين بعد ذلك أنه يوجد جسيم أولي آخر غير مرئي وهو نيوترينو يقوم بحمل تلك الطاقة الناقصة.
في عام 1905، صاغ البرت اينشتاين قانون تكافؤ المادة والطاقة عند صياغته النظرية النسبية الخاصة ، وتبين بعد ذلك أن الاتحاد بين مكونات النواة من بروتونات ونيوترونات يعمل على تخفيض كتلة النواة بسبب الترابط بينهم، ويسمى ذلك الفقد في الطاقة نقص الكتلة ، وتخرج تلك الطاقة "الناقصة" من النواة في هيئة إشعاع من أشعة جاما .
فريق رذرفورد يكتشف النواة
في عام 1907 صوب إرنست رذرفورد فيضا من أشعة ألفا وهي أنوية الهيليوم يصدرها عنصر الراديوم صوبها على شريحة رقيقة من الذهب وقام بقياس جسيمات ألفا خلفها، فتبين أن جسيمات ألفا تنفذ بسهولة في الشريحة، كما تتشتت بعضها بزوايا بعيدة عن امتداد الفيض الساقط. وكان ذلك غريبا في ذلك الوقت. ثم قام رذرفورد بتفسير تلك الظاهرة بأن ذرةالذهب لا بد وأن تكون يكون فيها فراغا كبيرا في داخلها وأن كتلة الذرة تتركز في النواة وتدور حولها على مسافات بعيدة الإلكترونات فيما يسمى الغلاف الإلكتروني للذرة. وشرح رذرفورد نتائج تجربته أمام الجمعية الملكية للعلوم وما توصل إليه من تفسير بأن الكتلة الذرية تتركز في النواة وأن الذرات يشغلها فضاء كبير وتدور الإلكترونات بعيدا عن النواة حولها. ذلك التفسير نعرفه بنموذج رذرفورد للذرة ولم يكن النيوترون قد اكتشف في ذلك الوقت.
جيمس تشادويك يكتشف النيوترون
في عام 1932 أدرك جيمس تشادويك أن الإشعاعات التي لوحظت كانت في الواقع نتيجة لجسيمات متعادلة كهربيا وأن لها نفس كتلة البروتون ،وأطلق على الجسيم الأولي الجديد "نيوترون" (بناء على اقتراح رذرفورد حول الحاجة لمثل هذا الجسيم).
مع اكتشاف النيوترون، فتمكن للعلماء من حساب نسبة ضئيلة من نقص الكتلة لكل نواة، مقارنة بالكتلة الذرية والتي تتألف من بروتونات ونيوترونات شديدة الترابط. وتم حساب الكتل الذرية على هذا النحو. وعندما أجريت تفاعلات نووية مع جسيمات، وجد أنها تتفق مع حسابات أينشتاين بالنسبة إلى تكافؤ الكتلة والطاقةوتطابقها بدقة عالية (في حدود 1 ٪). كان ذلك في عام 1934.
وفي مطلع القرن العشرين اكتشف الفيزيائيون أيضا ثلاثة أنواع من الإشعاعات تصدر من بعض نظائرالذرات،و هي :أشعة ألفا وأشعة بيتا ، وأشعة جاما . في الأعوام 1911 - 1914 أجريت تجارب من قبل ليز مايتنز، وأوتو هان، وجيمس تشادويك اكتشف أن أشعة بيتا عبارة عن إلكترونات وترافقها أشعة إكس. ولكن مجموع طاقة الإلكترون والأشعة السينية لم تعادل الطاقة المفقودة من النواة الذرية عن طريق تحلل بيتا. وكانت هذه مشكلة بالنسبة للفيزياء النووية في ذلك الوقت. ثم تبين بعد ذلك أنه يوجد جسيم أولي آخر غير مرئي وهو نيوترينو يقوم بحمل تلك الطاقة الناقصة.
في عام 1905، صاغ البرت اينشتاين قانون تكافؤ المادة والطاقة عند صياغته النظرية النسبية الخاصة ، وتبين بعد ذلك أن الاتحاد بين مكونات النواة من بروتونات ونيوترونات يعمل على تخفيض كتلة النواة بسبب الترابط بينهم، ويسمى ذلك الفقد في الطاقة نقص الكتلة ، وتخرج تلك الطاقة "الناقصة" من النواة في هيئة إشعاع من أشعة جاما .
فريق رذرفورد يكتشف النواة
في عام 1907 صوب إرنست رذرفورد فيضا من أشعة ألفا وهي أنوية الهيليوم يصدرها عنصر الراديوم صوبها على شريحة رقيقة من الذهب وقام بقياس جسيمات ألفا خلفها، فتبين أن جسيمات ألفا تنفذ بسهولة في الشريحة، كما تتشتت بعضها بزوايا بعيدة عن امتداد الفيض الساقط. وكان ذلك غريبا في ذلك الوقت. ثم قام رذرفورد بتفسير تلك الظاهرة بأن ذرةالذهب لا بد وأن تكون يكون فيها فراغا كبيرا في داخلها وأن كتلة الذرة تتركز في النواة وتدور حولها على مسافات بعيدة الإلكترونات فيما يسمى الغلاف الإلكتروني للذرة. وشرح رذرفورد نتائج تجربته أمام الجمعية الملكية للعلوم وما توصل إليه من تفسير بأن الكتلة الذرية تتركز في النواة وأن الذرات يشغلها فضاء كبير وتدور الإلكترونات بعيدا عن النواة حولها. ذلك التفسير نعرفه بنموذج رذرفورد للذرة ولم يكن النيوترون قد اكتشف في ذلك الوقت.
جيمس تشادويك يكتشف النيوترون
في عام 1932 أدرك جيمس تشادويك أن الإشعاعات التي لوحظت كانت في الواقع نتيجة لجسيمات متعادلة كهربيا وأن لها نفس كتلة البروتون ،وأطلق على الجسيم الأولي الجديد "نيوترون" (بناء على اقتراح رذرفورد حول الحاجة لمثل هذا الجسيم).
مع اكتشاف النيوترون، فتمكن للعلماء من حساب نسبة ضئيلة من نقص الكتلة لكل نواة، مقارنة بالكتلة الذرية والتي تتألف من بروتونات ونيوترونات شديدة الترابط. وتم حساب الكتل الذرية على هذا النحو. وعندما أجريت تفاعلات نووية مع جسيمات، وجد أنها تتفق مع حسابات أينشتاين بالنسبة إلى تكافؤ الكتلة والطاقةوتطابقها بدقة عالية (في حدود 1 ٪). كان ذلك في عام 1934.
0 التعليقات:
Post a Comment