سؤال وجواب

كيف يمكن للإلكترون الاستمرار بالدوران حول النواة؟

تكثر الاسئلة لدى طلبة الفيزياء في المراحل المتقدمة من دراستهم بعد ان تكون قد تكونت لديهم صورة أكثر شمولية عن مفاهيم الفيزياء وقوانينه، وهذا السؤال المطروح واحد من تلك الاسئلة والاستفسارات.

عندما ننظر إلى هذا السؤال المطروح ندرك تماما ان الطالب قد تخيل الالكترون حول النواة مثل القمر حول الأرض، لكن في الواقع لا يدور الالكترون حول النواة. هذه كانت واحدة من الأسباب التي واجهت نموذج بور واعتبرت من عيوب نموذجه. كيف ذلك؟ نعلم ان الإلكترون يمتلك شحنة سالبة. ونعلم أيضا انه إذا وضعت جسيم مشحون في حالة حركة وكان اتجاه حركته يتغير باستمرار،  فإنه لا بد وأن يشع طاقة.

اعلانات جوجل

ان هذه واحدة من المشاكل التي تواجه معجل السيكلترون. حيث يتم إرسال الجسيمات المشحونة لتتحرك في مسار دائري بسرعة قريبة من سرعة الضوء. تشع هذه الجسيمات اثناء حركتها الدورانية طاقة كبيرة، وهذا يتطلب الاستعانة بانظمة تبريد لتبديد هذه الحرارة والحفاظ على الجهاز حتى لا ينصهر تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن الطاقة المتحررة من الجسيمات المشحونة المعجلة في داخله.

اذا كان الالكترون يدور حول النواة في مسار دائري فانه ايضا سوف يشع طاقة باستمرار. لكن الذرة نفسها لا تشع طاقة بشكل مستمر! لذلك فان الالكترونات لا تدور حول النواة. إذا ما الذي يحدث؟

بدلا من التعامل مع الالكترون كجسيم دعنا نتعامل معه على انه موجة، اي انه يتصرف مثل الأمواج وهذه الامواج لها اشكال مدارية تعرف بالرموز s وp وd وf.

الالكترونات ليست كرات صغيرة تدور حول هذه المدارات، بل ان الالكترونات تسكن هذه المدارات وتغطي كامل الشكل المداري في نفس اللحظة بالكامل مثل غاز يملأ بالون. قد يبدو هذا الأمر غريبا لكن هذا ما جعل ميكانيكا الكم صعبة الفهم والتوقع – ليس لدينا نماذج بسيطة من واقع حياتنا لنتخيل ما يحدث على المستوى الذري.

إذا السؤال كيف يمكن للإلكترون الاستمرار في الدوران حول النواة ليس دقيقا لان الالكترونات لا تدور حول النواة كما يدور القمر حول الأرض. ان الالكترونات تتواجد حول النواة في صورة موجة وتنتشر على كامل المدار حول النواة طوال الوقت ويتواجد الإلكترون في كل مكان على نفس المدار في نفس اللحظة!

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

‫4 تعليقات

  1. عفوا دكتور على المقاطعه
    انا اقاطع العلم الذي يقول ان الالكترونات ساكنه وتملأ المدار حول النواه.
    نعم صحيح ان الشكل او الصوره تضهر انها ساكنه وتملأ المدار حول النواه ولكن هي ليست كذلك.
    الحقيقه ان الالكترون يبعد عن الاخر كما تبعد الكواكب عن بعضها وكذلك تبعد الالكترونات عن النواه كما تبعد الكواكب عن الشمس.
    ولكن السبب في ضهور الالكترونات عل شكل سحابه هي سرعتها الفائقه.

    لكن فهمنا ونظرتنا قاصره نسبه الى سرعه تفكرينا ونباهتنا والسبب في ذلك مرتبط بعامل الزمن الذي يتحكم في السرعه لكل زمان سرعه ولذلك فإن السرعه هي من تجعل عجله التفكير تتسارع وكذلك اجهزه القياس.

    ولديا اكثر من برهان عل ذلك

    1. حياك الله عزيزي فواز
      بالتأكيد الموضوع كما ذكرت ان سرعة الالكترون الكبيرة والقريبة من سرعة الضوء تجعل الالكترون يبدو انه يتواجد في كل مكان في المدار… وهذا التفسير يعتمد على نظرتنا للاشياء الجسيمية… لكن الالكترون الذي يمتلك سلوكا مزدوجا تجعله ينتشر حول النواه في مدار ويمكن ان يكون في اكثر من مكان في نفس اللحظة وكل ما نملكه هو ان ندرس احتمالية تواجده في مكان معين وهذا يأتي من خلال حلول معادلة شرودنجر….

      1. شكرا يادكتور
        ردك عل التعليق يدل على تواضعك
        انت ذكرت ان كل مانملكه هو دراسه احتماليه تواجد الالكترون في مكان معين من خلال معادله شرودنجر انا لم اقرأ هذه المعادله الى اللحظه .
        لكن ماذا تعني بأحتماليه اي ان نحتمل اين يتواجد الالكترون ولسنا متأكدين هذا ليس صحيح وانما ندرس نبحث اين يتواجد اللكترون حتى وإن كان سلوكا مزدوجا .
        ارجو التوضيح بدقه معنى السلوك المزدوج يمكن ان اتخيل حلا تبنى عليه تجارب.

  2. عندي سؤال
    هل يوجد شي يسلك سلوك غير مزدوج او يتكون او شئ لايتكون من زوجين من الالكترون او ماهو اصغر من الالكترون الى الكواكب او المجرات؟
    الجواب:
    لايوجد شئ في الكون بأسره ليس مزدوج اي سلوكه او حركته او مكوناته او اتجاهه فهي كلها زوجيه وعندي براهين عل ذلك .
    وانا مستعد للجواب عل اي سؤال في ازدواجيه الاشياء ولديا اكثر من برهان من يرى غير ذلك يتفضل بطرح السؤال مفصل بوضوح بدون رموز علميه.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى