ولدت فكرة أن جميع المواد في العالم تتكون من ذرات في القرن الخامس قبل الميلاد ، عندما اقترح المفكر اليوناني القديم ديموقريطس أن كل شيء موجود يتكون من أصغر الجسيمات المتحركة. يمكن للمرء أن يفترض فقط أنه ، على الأرجح ، لا يخلو من معنى. لقرون عديدة بعد ديموقريطس ، تم استدعاء الذرات بشكل دوري ، لكن هذه الفرضية لم تكن شائعة في تلك الأوقات البعيدة. في القرن التاسع عشر ، عادت الفرضية الذرية إلى الظهور في الأفق العلمي.
نماذج هيكل الذرة
كان العلماء يبحثون عن نموذج يمكن أن يصف بصورة مرضية صورة العالم الحقيقي. تحولت الذرة إلى نموذج مناسب للغاية. على الرغم من أن الذرات لا يمكن رؤيتها ، ولكن من خلال السماح لها بالوجود ، يمكن للعلماء شرح ما لاحظوه في تجاربهم وفي الطبيعة.
كان العلماء مقتنعين بوجود الذرات قبل وقت طويل من إثباتها. نجح النموذج ، على الرغم من أن لا أحد يستطيع إثبات حقيقته. على سبيل المثال ، في أوائل القرن التاسع عشر ، اكتشف العالم الإنجليزي جون دالتون ، أثناء دراسة قوانين التفاعلات الكيميائية ، أن مادتين تتفاعلان كيميائيًا دائمًا بنفس النسبة الثابتة. على سبيل المثال ، مزيج من جزء من الأكسجين وجزئين من الهيدروجين يعطي الماء.
هذا يشير إلى أن ذرات مادة واحدة ، متساوية في الكتلة مع بعضها البعض ، مرتبطة بذرات مادة أخرى (أي ذرات كتلة مختلفة). في حالة تكوين الماء ، تتحد ذرة أكسجين مع ذرتين هيدروجين.ساعد النموذج الذري على فهم ما لاحظه دالتون بالضبط في تجاربه. هناك أدلة أخرى بسيطة على وجود الذرات.
إذا نظرت إلى المجهر على جزيئات حبوب اللقاح المعلقة في الماء ، يمكنك أن ترى أنها تقوم بحركات فوضوية. لماذا ا؟ اقترح العلماء أن هذا قد يرجع إلى حقيقة أن جسيمات اللقاح تتصادم مع العديد من الذرات أو مجموعات من الذرات التي أطلق عليها العلماء الجزيئات (على سبيل المثال ، تتصادم الجسيمات في الماء مع جزيئات الماء).
مما تتكون الذرة؟
يعتقد العلماء الذين اتفقوا مع النظرية الذرية أن الذرة تتكون من جزيئات صغيرة مشحونة كهربائيًا - إيجابية وسلبية ، والتي ، عند دمجها في ذرة ، مثل الكرة ، تحييد بعضها البعض وتجعل الذرة ككل محايدة كهربائيًا. ولكن في عام 1907 ، أثبت الفيزيائي الإنجليزي إرنست رذرفورد ، بتجاربه ، أن هذا ليس صحيحًا تمامًا.
تجربة رذرفورد
قصف رذرفورد رقائق الذهب بشعاع عالي السرعة من الجسيمات الموجبة الشحنة. كان يعتقد أن الجسيمات ستمر عبر الرقاقة. بعض الجسيمات الموجبة الشحنة تطير من خلال الرقاقة. والبعض لا يستطيع القيام بذلك. علاوة على ذلك ، ارتدوا إلى المجرب ، كما لو أن بعض القوة المخبأة في الرقاقة دفعتهم بعيدًا. فوجئ روثرفورد. قال إن الأمر يشبه البدء في حرق الوعاء على ورق ليفي ورؤية فجأة كيف يطير الوعاء من جبه الخزاف.
نموذج ذرة الكواكب - نواة الذرة
ساعدت تجارب رذرفورد في تأكيد الفرضية الذرية وفهم كيفية عمل الذرة. أصبح من الواضح أن الجسيمات الإيجابية والسلبية ليست موزعة بالتساوي في الذرة. إذا كان الأمر كذلك ، فلن يتم صد الجسيمات المشحونة بإيجابية في تجربة رذرفورد بهذه القوة. وبالتالي ، فإن نواة الذرة ليست محايدة. يوجد في وسط الذرة كرة كثيفة من الجسيمات ، أي في الوسط ، والتي تسمى نواة الذرة ، هي بروتونات مشحونة بإيجابية ونيوترونات محايدة.
على مسافة كبيرة من النواة ، تدور الجسيمات المشحونة سلبًا - الإلكترونات - حول مداراتها حولها. نظرًا لأن الشحنة الموجبة تساوي قيمة الشحنة السالبة ، فإن الذرة ككل محايدة كهربائيًا. لا تحمل أي تهمة.
لكن الجوهر نفسه هو تركيز شحنة موجبة. طار العديد من الجسيمات الإيجابية في تجربة رذرفورد بالقرب من نواة ذرة الذهب الموجبة الشحنة. بما أن الشحنات الإيجابية تتنافر مع بعضها البعض ، فإن هذه الجسيمات طارت مرة أخرى نحو المجرب. هذا دفعه إلى فكرة كيفية ترتيب الذرات في الواقع.
جسيمات دون الذرية
البروتونات والنيوترونات هي جسيمات ، على الرغم من أنها صغيرة ، تتكون من جزيئات أصغر تسمى الكواركات. يعتقد العلماء اليوم أن البروتونات والنيوترونات تتكون من جسيمات أصغر تسمى الكواركات.
الكواركات هي نموذج جديد يشرح بشكل أفضل سلوك الذرات في العالم الحقيقي. ومثلما سعى العلماء سابقًا إلى أدلة تجريبية لوجود الذرات ، فإنهم يبحثون الآن عن تأكيد حقيقي لوجود الكواركات.
