الذرة..ذلك العالم السحري

"كل شيء مصنوع من ذرات. .تلك الجسيمات الدقيقة في حركة دائمة ..تتجاذب مع بعضها البعض في مسافات قريبة جدا. .وتتباعد عن بعض محافظة على نفس المسافة. .حتى لا تدمر احداهم الأخرى. .في تلك الجملة الواحدة. . هناك كم هائل من المعلومات عن العالم الذي نعيش فيه ".....

عبقري الفيزياء. .ريتشارد فاينمان

عالم الذرات وما أصغر منها. .هو عالم غريب مليئ بالعجائب .. عالم سحري. .خلاب. .يذهل العقل. .ويجعله يفكر. . ويتأمل طويلا في قوانين الكون. .ولغته الفاتنة. .والمتمثلة في "الفيزياء". . . .

الفيزياء هو لغة الكون. . فهي تفسر الحركة والسكون والقوة  الخاصة بالاجسام المرئية او الكبيرة فيما يسمى بعلم الميكانيكا الكلاسيكية mechanics/ Kinematics. وتدرس الفيزياء ايضا  الضوء فيما يسمى بعلم البصريات optics.بلاضافة الى الطاقة والموجات الكهرومغناطيسية. فيما يسما بعلم الكهرومغناطيسية Electromagnetism  .

بالاضافة الى دراسة الفلك والكواكب والنجوم فيما يطلق عليه الفيزياء الفلكية  Astrophysics  وايضا تهتم الفيزياء بدراسة الذرات ومكوناتها. . وحركاتها فيما نسميه بميكانيكا الكم. .Quantum Mechanics .

وغيرها من فروع الفيزياء المهتمة بتفسير الكون الخلاب. .ومجرياته. .

الذرة ومكوناتها وسلوكها هي من اختصاص ميكانيكا الكم. .QM وميكانيكا الكم. .تختلف عن الميكانيكا الكلاسيكية والتي تفسر حركة وسلوك الأجسام الكبيرة كالكواكب والشموس وغيرها من الأجسام المرئية . . وفي المقالات القادمة ان شاء الله ساسهب في تاريخ كل من العلمين (ده اذا حبيتوا) . .

وهي رحلة شيقة. .فيها الكثير من الغموض. .والكثير من التشويق. .خصوصا حين تعلم أن أعظم علماء الفيزياء الحديثة قد انقسموا إلى قسمين. .قسم يحارب بالميكانيكة الكلاسيكية ويقول بأنها تستطيع أن تفسر كل شئ في الكون. .من شموسه إلى ذراته ..وفريق آخر -طموح - أعتقد أن طبيعة الذرة ومكوناتها تختلف تماما عن طبيعة الأجسام الكبيرة في الكون وتحتاج إلى فيزياء من نوع جديد وهي ميكانيكا الكم. .ومن أولئك العلماء اينشتاين ونيلز بور والذين اختلفوا مع بعضهم البعض لسنوات. . (اختلافا أكاديميا) ليثبت كل منهما رأيه بأنه على صواب. .

اليوم ساقتصر على تكملة موضوعنا السابق. .وهو وحدات الكون. .ووصلنا في المقال الاخير إلى أن الكون بيتقسم :

لمادة Matter. .والمادة بتتكون من جزيئات Molecules والجزيئات بتتكون من ذرات...Atoms

طيب في حاجة أصغر من الذرة؟؟    

اه فيه....

الذرة شكلها زي الخوخة بالضبط. .من برة قطعة كبيره -الجزء اللي بيتاكل- ومن جوه نواة. .صلبة ..قوية البنيان الذرة فيها 3 أنواع من الجسيمات. .اليكترونات. .نيوترونات. .وبروتونات. .كل واحد ليه خصائص وشحنة كهربية..الذرة عبارة عن اليكترونات سالبة الشحنة بتلف برة في مدارات مختلفة -من واحد ل 7 مدارات- كل مدار ليه حرف من k الى q 

وكل مدار ليه عدد معين من الاليكترونات اللي يقدر يشيلها. .مش كدة وبس

ده كل مدار من السبعة ليه طاقة معينة . . كل مانطلع لمدار ..كل ماتزيد الطاقة..وكل ماننزل .. كل ماتقل الطاقة .. زي السلالم بالظبط ..

الدور الاول مش محتاج طاقة. .بس اطلع بقى ياحلو الدور السابع. . اكيد هتكون هلكت. .لأنك محتاج طاقة أكبر. . (نحمد ربنا على الاسانسيرات).

 حجم الذرة. . يعتمد على عدد المدارات ..كل مازادت عدد الاكترونات..كل مازادت عدد المدارات ...كل مازاد حجم الذرة.. (دايرة بتوسع )مثلا ذرة الهيدروجين فيها اليكترون واحد. .بيلف في مدار واحد. . ( مدار -موضح بالصورة - في حين الليثيوم عنده مدارين (K و L)  -موضح بالصورة - ..واليورانيوم عنده  7 مدارات  (K L M N O P Q).  -موضح بالصورة -ادناه

نواة الذرة بقى دي هي الكل في الكل. . هي مخ الذرة. .بتحدد كتلتها. .لأنه هي اتقل مكان في الذرة اللي 99 % منها فراغ.. والنواه فيها البروتونات موجبة الشحنة. (+).والنيترونات متعادلة الشحنة.(0).وده طبعا يخلي شحنة النواه ايه ؟؟؟ ..... 

صح.. برافو . .يخلي شحنة النواه موجبة. .(+)

لو عدد البروتونات (+) يساوي عدد الالكترونات (-) اللي بتلف برة في المدارات. .كانت الشحنة الكلية للذرة متعادلة. .ودي الحاله العامة...

أما لو حصل نقص أو زيادة في عدد الالكترونات .. هتختلف الشحنة الكلية للذرة. .لو نقصت الالكترونات ..كانت الذرة موجبة. .لوزادت الالكترونات .. كانت الذرة سالبة.

.طيب هو النقص والزيادة دي.. بيحصل ازاي ؟؟ 

بيحصل عن طريق التفاعلات الكيميائية. .

مش ملاحظ حاجة. .اني مقولتش حاجة عن نقص أو زيادة البروتونات اللي في النواة؟؟؟. .... صح.. 

لاننا منقدرش نلمس النواه. .دي منطقة صعبة الوصول إليها. .وعايز طاقة مهولة. .لا تتوفر في التفاعلات الكيميائية العادية . .عشان كدة. .في تفاعلات نووية. .

ودي اللي تقدر توصل للنواة وتحطمها أو تدمجها  (الانشطار والاندماج النووي). والتفاعلات دي بينتج عنها طاقة مهولة. .ممكن تستخدم في السلام وللأسف في الحروب. .

-زي قنبلتي هيروشيما و ناكازاكي- ودي كانت صفحات سوداء في تاريخ البشرية. .أتمنى ألا تعود. 

المهم.. اشمعنا بقى النواة بينتج عنها الطاقة المهولة. ابسطلك الموضوع. . النواة دي مكان صغير اوي.. وفيه نوعين من الجسيمات. .

نيوترونات ودي واخدة مكان وليها وزن بس مالهاش شحنة. . (يعني زحمة وخلاص) أما البروتونات ف مش بس في مكان ضيق. .لأ ..دول ليهم نفس الشحنة. .الموجبة كمان.مش غريبة؟؟. .!!  غريبة ليه! ! ..... ماتسأل طيب وانا اجاوبك. :)

اقولك. .الغريب في الموضوع أن الشحنات المماثلة بتتنافر. .يعني المفروضة البروتونات دي تهرب من بعض وبقوة كمان. .وده لو حصل. .مش هيبقى فيه حاجة اسمها ذرة. .

لأن النواة هتتفرتك. .من الهروب الكبير ده. . وده طبعا مابيحصلش. .عشان البروتونات دي ملزوقة ببعض عن طريق طاقة كبيرة اوي اسمها طاقة الربط النووي. .Binding Energy. 

واللي اكتشفها العلماء عن طريق اكتشاف وجود اختلاف في حساب كتل النواة نظريا مع الكتل الحقيقة. .ولقو فرق في الكتل المحسوبة على الورق. .

والكتل الحقيقية. .وقالوا إن الفرق ده هو اللي بيروح في طاقة الربط. . (زي كدة ماتجيب 3 تفاحات. .

وزن الواحدة فيهم 2 جرام. .يبقى المتوقع أن ال 3 وزنهم 6 جرام. ....ولما جيت توزنهم. .تلاقيهم أقل من 6 :)  ..). الفرق ده هو طاقة الربط. ..

الذرة جميلة. .عالم من النظام والدقة والثبات. .

والنواه أجمل. .فيها قوة جمعت بين بروتونات متنافرة عايزة تهرب..بس النواة اتنزلت عن جزء من نفسها. .وعملت بيه طاقة تربطهم. .وتجمعهم. .

نفسي نتعلم من الذرة. .نفسي نكون أمة واحدة قوية. .متامسكة. .منتجة. .مفيدة للبشرية. .... أمل مش مستحيل..

وللحديث بقية اذا كان في العمر بقية. .

وإن شاء الله هنتكلم عما هو أصغر من الالكترونات والبروتونات والنيترونات. .عن جسيمات عجيبة  ..اسمها الكوارك. .

جسيمات حيرتنا. .ولسة بنحاول نفهمها. . لدرجة أن العلماء بنولها أكبر معمل في تاريخ البشرية. ..اسمه مصادم الهادرونات الكبير LHC

ده لو حبيتوا نكمل...

مستني تعليقاتكم

والسلام 

متنسوش ت share 

شادي القصاص