مشاوره رایگان تحصیلی
منو

اتم - کهکشان شگفتیها

: اتم - كهكشان شگفتيها :

اتم - كهكشان شگفتيها

احمد شكيب

تمام مواد و اجسام اطراف ما از ذرات بسيار ريزي به نام اتم تشكيل شده اند . تئوري اتمي بيش از 2500 سال دستخوش تغيير و تحول بوده است . نظريه اتمي براي نخستين بار توسط دموكريتوس مطرح شد . وي معتقد بود كه مواد از ذرات بسيار ريز و تقسيم ناپذير تشكيل شده است و به همين دليل اين ذرات را اتم ناميد . وي مي پنداشت كه اتم هاي مايع ، نرم ولطيف اند اما اتم هاي جامد ، سخت هستند . نقطه مقابل نظريه دموكريتوس ، نظريه ارسطو بود ، وي معتقد بود كه مواد يكپارچه و پيوسته هستند كه او اين پكپارچگي را هالي ناميد . مطابق اين نظريه ، هالي آن قدر تقسيم پذير است كه در تجزيه آن ديگر چيزي بنام اتم باقي نمي ماند .

نظريه ارسطو تا به قرن هاي شانزدهم طرفدار داشت . در اين بازه زماني ، نظريه اتمي طرفداراني نيز داشت .

بويل با تكيه بر انديشه ذرات گاز و رفتار آن ها و همچنين در صحنه شيمي ، آنتوان لاو وازيه با انجام آزمايش هايي ، نظريه اتمي را تقويت كردند .

در اين هنگام جان دالتون ، با استناد به آزمايش هاي خود ، نظريه اتمي خود را مطرح ساخت . به موجب اين نظريه :

1 - تمام مواد از ذرات بسيار ريزي به نام اتم تشكيل شده اند .

2 - اتم هاي يك عنصر از نظر جرم و نوع يكسان هستند اما اتم هاي عناصر مختلف از نظر جرم و نوع كاملاً متفاوت هستند .

3 - اتم تقسيم ناپذير است .

اين نظريه توانست به بسياري از شيمي دانان در انجام آزمايش هاي خود كمك كند . با استناد به اين نظريه ، شيمي دان ها توانستند تركيبات مولكولي مواد را كشف كنند و همچنين قانون پايستگي جرم را در واكنش هاي شيميايي بكار ببرند .

در اواسط قرن نوزدهم ، عده از دانشمندان با انجام آزمايش هايي ، تقسيم ناپذير بودن اتم را رد كردند و پي بردند كه اتم از ذرات بسيار ريزي تشكيل شده است . كه به ذرات سازنده اتم ، زير اتمي مي گويند .

براي نخستين بار جان تامسون ، با استفاده از لامپ پرتو كاتدي ، به ماهيت زير اتمي ها پي برد . وي به دو سر الكترود مثبت و منفي لامپ ، اختلاف پتانسيل الكتريكي وصل كرد ، و مشاهده كرد كه پرتو كاتدي از الكترود منفي ( كاتد ) به الكترود مثبت ( آند ) مي رود . سپس در مسير پرتو كاتدي ميدان مغناطيسي قرار داد و مشاهده كرد كه پرتو كاتدي به سمت قطب مثبت منحرف مي شود . و همچنين در اين مسير ، توربين پرّه دار قرار داد و بر اثر برخورد پرتو به توربين ، توربين شروع به حركت مي كرد .

وي با تكيه بر آزمايش هاي خود به اين نتيجه رسيد كه ذرات سازنده پرتو كاتدي داراي بارالكتريكي منفي هستند و همچنين علاوه بر ماهيت موجي كه پرتو دارد ، ماهيت ذره اي نيز از حود نشان مي دهد . تامسون اين ذرات منفي را ، الكترون ناميد .

و بعد ها وي دريافت كه ذرات سازنده پرتو كاتدي در تمام مواد وجود دارند . وي با استناد بر استنتاج هاي خود نظريه اتمي خود را مطرح ساخت . مطابق اين مدل ، اتم از بار الكتريكي منفي ( الكترون ) و بار الكتريكي مثبت تشكيل شده است كه به صورت يكنواخت در سراسر اتم پخش شده است .

اما دو سه سال بعد از آن رادرفورد با انجام آزمايشي ، مدل اتمي تامسون را رد كرد . او در آزمايش خود ، پرتو آلفا را ، كه داراي بار الكتريكي منفي است ، به ورقه نازك طلا گسيل داد ، بر اثر اين برخورد ، بخش عظيمي از پرتو از ورقه عبور كرد ، اما قسمت ناچيزي از آن ، بر اثر بر خورد ، منعكس و يا منحرف شد . وي با تكيه بر اين استنتاج ، مدل اتمي خود را در صحنه رقابت مطرح ساخت . بخش عظيمي از فضا اتم خالي است و به همين دليل بخش عظيمي از پرتو آلفا بدون انحراف از اتم عبور مي كند ، اما قسمت ناچيزي از اتم توپر و متراكم است كه داراي بار الكتريكي مثبت است و هنگامي كه پرتو آلفا به آن برخورد مي كند منعكس مي شود و يا هنگامي كه از نزديكي آن عبور مي كند منحرف مي شود . در اطراف اين منطقه توپر (هسته اتم ) الكترون ها پراكنده شده اند . و علت آنكه چرا هنگامي كه پرتو آلفا از فضاي اطراف هسته عبور مي كند و از كنار الكترون ها بدون هيچ انحرافي به مسير خود ادامه مي دهد آن است ، كه در يك اتم اندازه بارالكتريكي مثبت هسته با مجموع اندازه بار الكتريكي منفي الكترون هاي اطراف آن برابر است . پس مطابق مدل اتمي رادرفورد ، اتم از هسته كه داراي بار الكتريكي مثبت است و در مركز اتم قرار دارد و همچنين الكترون كه در اطراف هسته قرار دارد ، تشكيل شده است .

با پذيرفتن مدل اتمي رادرفورد اين سوال براي دانشمندان پيش آمد ، كه طيف نشري خطي اتم عناصر ، حاصل از چيست ؟

در اين هنگام نيلس بور با پذيرفتن مدل اتمي رادرفورد چنين پيشنهاد داد كه الكترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژي مشخصي قرار دارند و در اين سطوح به دور هسته اتم در حال چرخيدن هستند . انرژي الكترون هايي كه در سطوح انرژي پايين تر به هسته نزديك تر هستند ، نسبت به الكترون هايي كه از هسته دورند ، انرژي كمتري دارند . پس براي انتقال الكترون از سطح انرژي پايين به سطح انرژي بالا ، بايد انرژي معادل اختلاف انرژي بين آن دو سطح ، را به آن الكترون بدهيم . پس انرژي الكترون ها در يك اتم كوانتيده است .

مدل اتمي بور توانست به ما نشان دهد كه طيف نشر خطي كه از اتم عناصر گسيل مي شود ، بر اثر انتقال الكترون ها از سطوح انرژي بالا به سطوح انرژي پايين است ، كه در اين انتقال انرژي الكترون كاهش و به صورت نور و گرما آزاد مي شود . كه اگر اين نور آزاد شده را از منشور عبور دهيم طيف نشري آن مشخص مي شود . بور ، بيشتر مدل اتمي خود را بر اساس آزمايش هايي كه با اتم هاي هيدروژن و هيليم انجام داده بود مطرح مي ساخت به همين دليل مدل اتمي او ( كه به مدل منظومه شمسي معروف است ) براي اتم هاي سنگيني مانند اورانيم ، آهن و ... صدق نمي كرد . در اين هنگام مدل اتمي كوانتمي (يا ابر الكتروني ) به همكاري بسياري از دانشمندان به در عرصه رقابت مطرح شد . از جمله دانشمنداني كه در اين مدل اتمي سهم چشمگيري داشتند ، هايزنبگ ، پلانك و شرودينگر را مي توان نام برد . البته انيشتين با ارائه فرمول هاي خود نيز توانست به اين مدل اتمي كمك كند .

طبق اين مدل اتمي اتم از هسته و الكترون تشكيل شده است ، كه هسته در مركز اتم قرار دارد و الكترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژي مشخصي حركت مي كنند ( در اينجا بايد توجه داشت كه همه الكترون ها به دور هسته نمي چرخند بلكه در اطراف آن در حال حركت هستند ) ، اما تعيين دقيق مكان (موضع ) و سرعت ( نوع حركت ) الكترون ها به طور هم زمان و در يك لحظه امكان پذير نيست . الكترون ها در اطراف هسته اتم در فضاي مشخصي حركت مي كنند ، كه به اين فضاي اطراف اتم كه بيشترين احتمال وجود اتم را دارد ، اوربيتال مي گويند . اوربيتال ها در واقع تراز انرژي الكترون ها را مشخص مي كنند . هر كدام از اين اوربيتال ها به چند زير لايه تقسيم مي شوند كه الكترون هاي زير لايه هاي يك اوربيتال ، داراي انرژي يكساني هستند .

در مدل اتمي كوانتمي ، تجسم اتم بسيار مشكل است . به همين دليل بعضي از افراد براي مطالعه دگرگوني هاي اتم در يك واكنش از مدل اتمي بور استفاده مي كنند .

البته مدل كوانتمي را در صفحه هاي سه بعدي (رايانه ) نشان مي دهند .

ورنر هايزنبرگ ، دانشمند آلماني ، خاطر نشان ساخت كه تعيين دقيق الكترون ( موضع ومكان آن ) و همچنين اندازه سرعت آن (نوع حركت ) در يك لحظه امكان پذير نيست .

براي ديدن جسمي وهمچنين تشخيص محل آن كافيست يك فوتون را به سطح آن گسيل كنيم و با انعكاس آن فوتون از سطح و بازگشتش به حسگر هاي مجازي يا حقيقي ( چشم يا هر نوع حسگر مجازي كه رادار ها را دريافت مي كند ) ، موقعيت آن جسم را بازگو مي كند . طبق قوانين پلانك در مورد امواج ، فوتون داراي طول موج و همچنين انرژي مي باشد ، به همين دليل هنگامي كه به سطح جسم برخورد مي كند ، مقداري از انرژي خود را به سطح جسم مقابل منتقل مي كند . اما ممكن است تاثيري بر آن نداشته باشد . ( مانند برخورد نور به سطح آينه وانعكاس آن ) اما اگر بخواهيم موقعيت يا جايگاه احتمالي الكترون ها را در اطراف هسته اتم بيابيم و يك فوتون به الكترون بتابانيم ، الكترون با دريافت مقداري انرژي از فوتون ، سرعتش افزايش مي يابد ، و در نتيجه مي توانيم از جايگاه و محل حركت الكترون مطلع شويم ، اما نمي توانيم از حركت و سرعت آن سخني بگوييم و اگر با انجام آزمايش هايي (از جمله استفاده از ميدان مغناطيسي ) بتوانيم سرعت الكترون را ثبت كنيم ، در اينجا نمي توانيم به طور دقيق محل حركت الكترون را مشخص كنيم . اين بيان به عنوان عدم قطعيت هايزنبرگ شناخته شده است . پس ما در واقع اشكال اوربيتال ها را بر اساس امواجي كه از الكترون ها ساطع مي شود ، مجسم مي كنيم .

منابع :

فيزيك پايه جلد چهارم نوشته فرانك بلت

شيمي عمومي نوشته مورتيمر


منبع :www.parssky.com




www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (227 پاسخ)
چه شد که بیگ بنگ رخ داد؟ (19 پاسخ)
زمین تخت گرایان (189 پاسخ)
فرق میان امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیسی (4 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (3 پاسخ)
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (0 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (11 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (17 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
میدان هیگز (0 پاسخ)
بهترین نرم افزار محاسبات فیزیک (1 پاسخ)
تناقض در دو جنبه اصل نسبیت؟ (30 پاسخ)
چگونه بدانیم قلبمان سالم است؟ (0 پاسخ)
معادلات حرکت با سرعت فراتر از نور (3 پاسخ)
بازی با احتمالات (5 پاسخ)
نسبیت به زبان ساده (150 پاسخ)
تاریخچه گشتامد دنباله دار هالی (0 پاسخ)
بعد از نظر فیزیک (3 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (3 پاسخ)
تعادل در هسته مرکزی زمین (2 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (2 پاسخ)
آیا میدان هیگز نوسانی است؟ (0 پاسخ)
موتور بدون سوخت+Free Energy (11 پاسخ)
میدان مغناطیس زمین و تولید نیروی برق( طرحی جالب) (21 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (31 پاسخ)
شعاع شوارتزشیلد و نقطه ی تکینگی (17 پاسخ)
سوال وزنه و فنر (0 پاسخ)
علت عبور نور مریی از شیشه سربی بر خلاف گاما (26 پاسخ)
سوال در مورد اصطکاک (29 پاسخ)
حدس گلادباخ (80 پاسخ)
تکنیک حل معادله (4 پاسخ)
برای سفر انسان به مریخ، چه امکاناتی لازم است و این سفر چه مد (1 پاسخ)
مختصات رئوس مربع ها چگونه بدست می آید؟ (4 پاسخ)
جلوگیری از انتشار میدان مغناطیسی (9 پاسخ)
چرا پروتون سبکتر از کوارک است؟ (4 پاسخ)
آزمایش لوله پرتو کاتدی (20 پاسخ)
سفر در زمان با خواب مصنوعی (0 پاسخ)
پارادوکس EPR (8 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (13 پاسخ)
آهنربای النیکو (1 پاسخ)
چطور میتونم خلاء درست کنم؟! (8 پاسخ)
تیر رعد و برق (6 پاسخ)
کرم‌چاله چیست؟ (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
ماموریتی جدید برای شناحت بیشتر خورشید
سلول‌هایی خورشیدی که در شب هم کار می‌کنند
اجداد ما، در چه‌جور جایی زندگی می‌کردند؟
نحوه‌ی صحیح زدن ماسک بهداشتی
ضربان قلب انسان‌ها چقدر به یکدیگر شباهت دارد؟
حسگری که باعث ارتقای صنعت کشاورزی می‌شود
شاید راز بزرگ کیهان در این کشف باشد
یوکوهاما تایرهای کلاسیک تولید می کند
هوش‌مصنوعی، قوانین اساسی مکانیک کوانتومی را یاد گرفت
آیا خوردن سوسیس و کالباس، واقعاً خطرناک است؟
چطور در قوطی را بدون در بازکن، باز کنیم؟
مغز افراد مبتلا به شیزوفرنی، چه تفاوتی با مغز افراد سالم دارد؟
تصویری زیبا از کهکشانی مارپیچی
چین پیشتاز محدود کردن استفاده از پلاستیک‌های یک‌بار مصرف
چطور خشکی چشم را به طور طبیعی درمان کنیم؟
تامین انرژی در ژاپن صددرصد تجدید‌پذیر می‌شود
در کهکشان‌های کوتوله چه خبر است؟
آیا متوسط دمای بدن انسان‌ها، تغییر کرده است؟
چطور سر صحبت را با کسی باز کنیم؟
آیا واقعاً دانشمندان رباتی با سلول‌های زنده ساخته‌اند؟
تاثیر منفی مصرف ماریجوانا بر روی حافظه
تاثیر باورنکردنی انقلاب صنعتی بر رشته‌کوه هیمالیا
تفاوت سیاره‌های غول‌پیکر با ستاره‌های کوتوله در چیست؟
چگونه می‌توان فلز را به عایق تبدیل کرد؟
ساخت دستگاهی هوشمند برای تنظیم قند خون
چطور در خانه آب مقطر تهیه کنیم؟
گونه‌های نادر حیوانات و گیاهان نیز زاغه‌نشین می‌شوند!
چرا برخی افراد در مقابل آنفلوآنزا ضعیف‌تر هستند؟
داستان واضح‌ترین تصویر از کورونای خورشیدی
نحوه تمیز کردن کتری برقی
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
نور آبی آنقدرها هم برای سلامتی شما مضر نیست (0+)
چگونه می‌توان همیشه در سنگ، کاغذ، قیچی برنده بود؟ (0+)
تولید انرژی از پشت سلول‌های خورشیدی (0+)
دانشمندان منشاء زلزله در مریخ را پیدا کردند (0+)
کشف دیواری باستانی در کرمانشاه (0+)
پرورش گوجه فرنگی‌های بهتر با ویرایش ژنی‌ (0+)
چگونه با ویروس کرونا مقابله کنیم؟ (0+)
راهی برای حذف دی‌اکسیدکربن از صنایع (0+)
روشی که پُرخوری را کنترل می‌کند (0+)
۱۱ راز درباره‌ی ماده‌ی تاریک (0+)
چطور خودمان را دوست داشته باشیم؟ (0+)
غذاهای چرب چه بلایی بر سر بدن ما می‌آورند؟ (0+)
ماجرای ادعایی جنجالی درباره‌ی مریخ (0+)
در اعماق سرزمین جنوبگان چه خبر است؟ (0+)
چه‌کار کنیم که فراموشی نگیریم؟ (0+)
ادامه ...