النموذج الكوكبي للذرة

2011 مكتبة الفيزياء أسس فيزياء الكمّ

إدوارد ويليت

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

النموذج الكوكبي للذرة الذرة الفيزياء

لم يُكتب البقاء لمصطلح الذرّة "نموذج فطيرة الزبيب" فترة طويلة حين أدرك العلماء الذين قاموا بدراسة النشاط الإشعاعي أن الذرّة مثل الكهرباء تتألف أيضاً من جسيمات متدفقة، وتم تحديد ثلاثة أشكال من النشاط الإشعاعي وهي: أشعة ألفا، وأشعة بيتا، وأشعة غاما.

وعلاوة على ذلك أشار عالم يدعى إرنست رذرفورد (1871-1937) درس مع طومسون ومساعده فريدرك سودي (1877-1956) إلى أن النشاط الإشعاعي المنبعث عن مواد مثل اليورانيوم أو الراديوم ناتج عن ذّرات المواد التي تحولت بصورة تلقائية إلى ذرّات من نوع آخر وأطلقت جسيمات مشعة خلال تلك العملية.

 

إن تحول الذرّات من شكل إلى آخر ، وما يرافق ذلك من إطلاق للجسيمات، قدّم دلالة أخرى تبين أن الذرّة لا تفنى.

كما وفّر المفهوم الجديد الذي قدمه كل من رذرفورد وسودي حول النشاط الإشعاعي طريقة مختلفة لدراسة داخل الذرّات نفسها والتأكد فيما إذا كانت الذرّات تشبه فعلاً شكل فطيرة الزبيب أم لا.

وإذا أطلقنا دفقاً أو شعاعاً من الجسيمات على هدف، مثل رُقاقة ذهبية، ثم قمنا بدراسة كيفية انحراف تلك الجسيمات بواسطة ذرّات الهدف، نستطيع التوصل إلى تخمين علمي حول بنية تلك الذرّات.

 

لكن النتائج اختلفت اختلافاً كبيراً عمّا كان متوقعاً، فلو كانت الذرّات تشبه فطيرة الزبيب لاخترقتها جسيمات ألفا الضخمة ولكان انحرافها ضئيلاً أيضاً بدلاً من ذلك.

وعلى الرغم من أن معظم أشعة ألفا عبرت الرقاقة الذهبية، إلا أن جزءاً من هذه الأشعة انحرف انحرافاً ملحوظاً، بل والأكثر غرابة هو ارتداد جزء من أشعة ألفا.

وقال رذرفورد فيما بعد إن ما شاهده يماثل في غرابته ارتداد قذيفة حربية ضخمة عن قطعة منديل ورقي.

 

أدرك رذرفورد أن "نموذج فطيرة الزبيب" المتعلق بالذرّة لا يمكن أن يكون صحيحاً؛ لأن الطريقة الوحيدة التي تجعل ذرّات الذهب قادرة على انحراف أشعة ألفا بشكلٍ ملحوظ تتحقق إذا تركزت الشحنة الموجبة لذرّات الذهب في مركز الذرّة بدلاً من انتشارها.

وهكذا، مهّد "نموذج فطيرة الزبيب" الخاص بالذرّة الطريق أمام ظهور نموذج آخر هو "نموذج النظام الشمسي".

 

ومثل نظام المجموعة الشمسية المكوّن كله تقريباً من فضاء خاوٍ الذي تتركز معظم كتلته في الشمس الواقعة في وسط النظام وتدور حولها الكواكب الأصغر حجماً. 

ساد الاعتقاد أيضاً بأن الذرّة تتكوّن في معظمها من فراغ خاوٍ، وأن الجزء الأكبر من كتلتها يتجمع داخل نواة مركزية دقيقة موجبة الشحنة تدور حولها الإلكترونات ذات الشحنة السالبة بكتلتها الأصغر، بل والأكثر دقة أيضاً من حيث الحجم.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]