الفيزياء تعريف الذرة

[جلال البحري]

تعريف الذرة
وكيف تم اكتشافها ؟
فيم تستخدم ؟
تعريف الذرة:
الذرة هي أصغر وحدة من المادة تحمل الخصائص الكيميائية للعنصر. تتكون الذرة من نواة مركزية تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة، محاطة بسحابة من الإلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة.
مكتشف الذرة:
لم تُكتشف الذرة في لحظة واحدة بل كانت نتيجة سلسلة من التطورات في العلوم. يمكن تلخيص أهم المحطات التاريخية كالتالي:
1. الفلاسفة الإغريق (ديموقريطس - القرن الخامس قبل الميلاد):
اقترح الفيلسوف الإغريقي ديموقريطس فكرة وجود جسيمات صغيرة غير قابلة للتجزئة (atomos) تشكل المادة. لم يكن لهذه الفكرة أي دليل تجريبي وظلت مجرد نظرية فلسفية.
2. جون دالتون (1803):
قام الكيميائي البريطاني جون دالتون بإعادة إحياء فكرة الذرة، مقترحًا أنها وحدات أساسية للمادة. استخدم الأدلة التجريبية ليضع نظريته الذرية، مشيرًا إلى أن كل عنصر يتكون من نوع محدد من الذرات.
3. جوزيف جون طومسون (1897):
اكتشف الإلكترون باستخدام أنبوب أشعة الكاثود، مما أدى إلى تعديل فكرة الذرة غير القابلة للتجزئة. اقترح طومسون نموذج "الكرة المليئة بالشحنة الموجبة مع الإلكترونات السالبة بداخلها".
4. إرنست رذرفورد (1911):
أجرى تجربة رقائق الذهب الشهيرة، حيث اكتشف أن الذرة تحتوي على نواة صغيرة وكثيفة موجبة الشحنة، محاطة بالإلكترونات.
5. نيلز بور (1913):
طوّر نموذجًا يُظهر أن الإلكترونات تدور حول النواة في مدارات محددة.
6. التطورات الحديثة:
قدمت ميكانيكا الكم نموذجًا أكثر دقة للذرة، حيث يتم وصف مواقع الإلكترونات كسحابة احتمالية حول النواة بدلاً من مدارات ثابتة.
كيفية اكتشاف الذرة:
طومسون: باستخدام أنبوب أشعة الكاثود لاكتشاف الإلكترونات.
رذرفورد: تجربة رقائق الذهب أدت إلى اكتشاف النواة.
تطورات لاحقة:
أسفرت عن اكتشاف البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، وميكانيكا الكم وصفت التفاصيل الأكثر دقة.
الذرة تُستخدم في مجموعة واسعة من المجالات التي تؤثر على حياتنا اليومية والتقدم العلمي. فيما يلي بعض استخداماتها الرئيسية:
1. الطاقة النووية:
تستخدم الذرات (خاصة نظائر اليورانيوم والبلوتونيوم) في توليد الطاقة النووية من خلال عملية الانشطار النووي.
الطاقة النووية تُستخدم لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية.
التفاعلات النووية الحرارية (الاندماج النووي)