الفيديو التعليمي

تركيب الذرة

معرفتنا للذرة اليوم أفضل بكثير من معرفتنا بها من مئات السنين ولكن لا يجب أن ننسى فضل العلماء الذين لولا أعمالهم التي قاموا بها وفرضياتهم التي وضعوها لما عرفنا الذرة وتركيبها اليوم ولما كان لهذا التطور التقني من وجود، ففي هذه السلسلة المكونة من 5 حلقات تتحدث عن بدأ اكتشاف الذرة وكيف تم معرفة مكوناتها من نواة موجبة والكترونات سالبة وكيف واجهت العلماء تحديات لنماذجهم الفرضية للذرة ولقد كان لكل عالم دوره في تذليل هذه التحديات وإضافة لمسه فيزيائية على نموذج جديد للذرة. تستعرض هذه الحلقات مراجعة سريعة للفيزياء الحديثة والذرية وتعطي معلومات قيمة لمن سيدرس هذه المجالات. مدة كل عرض 9 دقائق لتكون في مجملها 45 دقيقة.

Structure of the Atom 1: Smaller than the Smallest

يوضح هذا المقطع كيف توصل العلماء إلى بناء أول نموذج للذرة، فبدأ بأعمال الكيمائي دالتون وكيف استنتج إن المادة مكونة من جسيمات وكلما اختلاف الجسيمات يعني اختلاف هذه الجسيمات وذلك عندما كان يحاول إيجاد تفسيرا لسبب انتشار بعض الغازات في الماء.  ومن ثم تطرق المشهد إلى أعمال الكهربائي فراداي وكيف استنتج أن الكهرباء هي الرابط الأساسي لترابط الجسيمات مع بعضها البعض ثم أكمل المشهد العمل الذي قام به الفيزيائي ج ج طومسون. الذي اكتشف وجود الإلكترون من خلال استخدام أنبوبة أشعة المهبط, وفي نهاية المشهد يتم عرض تجربة ميليكان والتي أثبتت إن اصغر شحنة هي شحنة الإلكترون من خلال شحن قطرات من الزيت واستخدام المجال الكهربي لإيجاد قيمة الشحنة على قطرة الزيت.

Structure of the Atom 2: The Rutherford Model

نشاهد في هذا العرض نموذج رزرفورد للذرة والتي توصل اليه بواسطة تجربته الشهيرة والمعروفة باسم تشتت جسيمات ألفا حيث قام برص مسارات تشتت جسيمات ألفا عن شريحة رقيقة من الذهب ولاحظ أن هناك بعض الجسيمات تردد عليه وهذا الأمر دعها للتفكير في أن نموذج طومسون للذرة لم يكن صحيحا بل بحاجة الى تعديل وهذا التعديل كان بافتراض نواة مركزية تحمل شحنة موجبة وان الالكترونات تدور حولها وكان رزرفورد أول من أطلق كلمة نواة ولكن نموذجه هذا لم يفسر سبب استقرار الذرة ولكن من خلال نموذجه تمكن من حساب قطر النواة، كل هذا تشاهده في العرض الشيق.

Structure of the Atom 3: The Bohr Model

الانتقال من النظرية الكلاسيكية إلى النظرية الكمية يظهر اثره في نموذج بور الذي وضعه ليعطي تفسيرا لكل المعضلات التي واجهت النماذج التي سبقته.  يوضح هذا العرض فرضيات بور وتفسير كل فرضية. كما يوضح العرض النتائج التي ترتبت على فرضيات بور من حساب طاقة كل مدار وسرعة الإلكترون في كل مدار ونصف قطر المدار. كما يوضح في الجزء الاخير كيف تنتقل الالكترونات من مدار الى اخر وكيف تعود إلى مداراتها الاصلية.

Structure of the Atom 4: Spectra

يعرض هذا المشهد الطيف المنبعث من الهيدروجين المثار وهذا الطيف تم اكتشافه على مراحل وكل مرحلة سميت باسم العالم الذي اكتشفها فهناك طيف ليمان وبالمر وباشن ويشرح العرض سبب هذا الطيف وكيف يتنتج وعلاقته بطاقة المدارات، ومن دراسة الطيف المنبعث من ذرة الهيدروجين تمكن العلماء من التحقق من نتائج نظرية بور.

Structure of the Atom 5: The Wave Mechanical Model

يعرض هذا المشهد تطور فهمنا للذرة وذلك باستخدام الميكانيكا الموجية وذلك بعد فرضية دبرولي والتي أدت إلى اعتبار الإلكترون له سلوك موجي ويمكن اعتباره موجة وهذا بعد أن تمكن العلماء من إثبات ذلك عملياً من خلال تجارب الحيود والتداخل على حزمة من الالكترونات.  يتطرق العرض إلى العالم شرودنجر ومعادلته الشهيرة التي من خلالها تمكن من إيجاد الكثير من الأمور التي لم يكشفها بور مثل احتمالية رصد الإلكترون في المدار.  كما يعرض تفسيرا لمبدأ الشك لهيزنبيرج في دقة تحديد مكان وزمان الإلكترون وان هناك دائما مقدار من الشك في تحديد تلك المقادير بسبب مبدأ الشك.  وفي نهاية العرض يوضح العلاقة بين الأعداد الكمية ومدارات الإلكترون في الذرة.

 

الوسوم

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

تعليقك على المقال:

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

إغلاق
إغلاق