الفيـــزيـــاء الـــذريــــة
مقدمة في الفيزياء الذرية (نظريات الذرية )
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
قسمت العلوم الفيزيائية إلى قسمين هما:
1) الفيزياء التقليدية (الكلاسيكية): هي التي تفسر الظواهر الطبيعية للأنظمة العيانية (أي التي في متناول حواسنا) ومن فروعها (الميكانيكا والديناميكا الحرارية والكهرومغناطيسية والبصريات والكهرباء و...)
وقد أسهم جاليليو ونيوتن وغيرهم في تطوير هذه العلوم حتى أواخر القرن التاسع عشر ميلادي .
2) الفيزياء الحديثة : هي التي تفسر سلوك الجسيمات المجهرية كالإلكترونات والبروتونات وغيرها من جسيمات عالم الصغائر التي لا ترى بالعين المجردة والتي عجزة الفيزياء التقليدية عن تفسيرها , ومن فروعها الفيزياء ( الذرية والنووية والنسبية وميكانيك الكم وغيرها ).
نظرية دالتون الذرية :
· كانت الانطلاقة الأولى نحو فكرة الذرة من الملاحظات والتجارب الكيميائية التي نتج عنها : مبدأ حفظ المادة (الذي استبدله فيما بعد اينشتاين بمبدأ حفظ الطاقة ) وقانون النسب المتضاعفة واتحاد الحجوم وعدد أفوجادرو وغيرها من القوانين الكيميائية .
· هذه القوانين الكيميائية أدت بالكيميائي الإنجليزي جون دالتون عام (1803م) إلى إعلان أول نظرية ذرية
نص نظرية دالتون: ( المادة تتكون من ذرات غير قابلة للهدم أو الانقسام) .
مميزات النظرية : أنها أسست لظهور علم الفيزياء الذرية .
عيوب نظرية دالتون: إن نظرية دالتون مكونة من جزأين (شقين ) هما الشق الأول : (المادة تتكون من ذرات ) والشق الثاني ( غير قابلة للهدم أو الانقسام ) ولكنه تم إلغاء الشق الثاني من النظرية بعد اكتشاف الإلكترونات ذات الشحنة السالبة والأيونات ذات الشحنة الموجبة وخصائصهما وأنهما جزء من الذرة .
س:علل: عدم قبول الشق الثنائي من نظير دالتون الذرية. وزاري 2004ـ 2005م
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
*, لقد توصل العالم الإنجليزي جوزيف تومسون إلى النتائج التالية (في غاز الهيدروجين) :
1ـ الذرة متعادلة كهربائياً . 2ـ الأيونات الموجبة لها تقريباً نفس كتلة الذرة . 3ـ الإلكترونات السالبة أخف بكثير من الأيونات الموجبة.
نص نموذج تومسون الذري: ( الذرة شبيهة بكرة مصمتة تتوزع بداخلها الشحنات الموجبة بانتظام وتتخللها الإلكترونات السالبة بحيث يكون مجموعها مساوياً للشحنة الموجبة ) الشكل المقابل
· سمي هذا النموذج بفطيرة البرقوق حيث المادة الحمراء فيها هي الشحنة الموجبة والبذور السوداء التي تتخللها هي الإلكترونات ويمكن تصوره أيضاً كالبطيخة. كما بالشكل المقابلة
مميزات نموذج تومسون: هذا النموذج صور الذرة على أنها عبارة عن كرة صغيرة مصقولة مرنة وهذه الميزة مكنت العلماء من تفسير النظرية الحركية للغازات .
· إلا أنه ظهر عيوب لهذا النموذج وللتعرف على هذه العيوب وفهمها علينا أولا التعرف على بعض المشاهدات التجريبية لبعض العناصر الكيميائي
ومن تلك المشاهدات : 1ـ إثارة العناصر الكيميائية 2ـ طيف المصادر الضوئية
أولاً: إثارة العناصر الكيميائية
المقصود بإثارة العناصر الكيميائية: أي إكساب الذرة لطاقة تجعل بعض الكتروناتها تنتقل من مستويات طاقتها المستقرة إلى مستويات طاقة أعلى .
المقصود بإثارة العناصر الكيميائية: أي إكساب الذرة لطاقة تجعل بعض الكتروناتها تنتقل من مستويات طاقتها المستقرة إلى مستويات طاقة أعلى .
وهنالك عدة طرق لإثارة العناصر الكيميائية منها: 1ـ طريقة التفريغ الكهربائي . 2ـ طريقة امتصاص الإشعاع . 3ـ طريقة التسخين.
ولكن ما يلبث العنصر المثار ( أي ذراته المثارة ) أن يعود تلقائياً إلى حالته الأولى وذلك بإطلاق الطاقة التي امتصها على شكل إشعاع ضوئي.
ثانياً مصادر الأطياف
الطيف : هو ناتج تحليل الضوء إلى مكوناته المرئية وغير المرئية.
نحصل على الأطياف من عدة مصادر ومن هذه الأطياف:
1ـ طيف المصادر الضوئية: إن طيف المصادر الضوئية يعد طيف متصل .
إن ضوء عدد كبير من المصادر الضوئية كالأنوار المتوهجة أو الشمس يمثل طيفاً متصلاً .
الطيف المتصل (المستمر) : هو الطيف الذي يحوي جميع الأطوال الموجية بشكل مستمر (متصل) مثل طيف المصادر الضوئية والطيف الشمسي ويتضح ذلك عندما نمرر حزمة ضوئية لمصدر ضوئي خلال منشور ثلاثي فيحللها إلى الوان الطيف الأساسية وهي
( الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي).كما في الشكل
الجزء المرئي من الطيف الشمسي: جزء صغير جداً من الطيف الكلي لها وتتغير فيه الألوان من اللون الأحمر إلى اللون البنفسجي (ألوان قوس قزح)
الطيف الشمسي : هو طيف متصل يحتوي على جميع الأطوال الموجية المرئية وغير المرئية والجزء الأكبر منه غير مرئي .
الجزء الغير مرئي من الطيف الشمسي: جزء كبير جداً من الطيف الكلي لها ويحتوي على الأشعة تحت الحمراء والفوق
بنفسجية ولأشعة السينية وأشعة جاما وأمواج الراديو والتلفزيون وغيرها .. .
2ـ طيف العناصر الكيميائية : وهذا الطيف عبارة عن طيف خطي .
الطيف الخطي (الغير متصل ) , هو الطيف الذي يحتوي على عدد محدود من الأطوال الموجية مثل طيف عنصر الهيدروجين (H) والزئبق Hg)) والنيون(Ne).
*قانون كيرشوف:أثبت العالم الألماني كيرتشوف عام 1859م بأنه (عندما تثار العناصر الكيميائية بالتسخين تشع نفس الألوان (نفس الأطوال الموجية ) التي تمتصها وأن لكل عنصر لون خاص يمتصه)
وقد استخدمت هذه الخاصية في القرن التاسع عشر للكشف عن المعادن والتمييز بينها .
س: ما الإثبات العلمي الذي حققه كيرشوف في عام 1859م ؟ وفيما استخدم هذا الإثبات العلمي ؟ وزاري 2005 ـ 2006م
*مقياس الطيف (المطياف ) :هو جهاز يستخدم في تحليل الضوء المنبعث من العناصر الكيميائية إلى مكوناته المرئية وغير المرئية بكفاءة عالية .الشكل المقابل
الغرض منه : دراسة وتحليل أطياف العناصر الكيميائية .
س:ما وظيفة المطياف. وزاري 2004ـ2005م
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
*خطوط الامتصاص لذرة الهيدروجين :
لمعرف خطوط الامتصاص لذرة الهيدروجين نجري النشاط التالي:
1ـ نمرر حزمة من الضوء الأبيض على غاز الهيدروجين , ثم نحلل الضوء الذي اجتاز الهيدروجين بواسطة مقياس الطيف (المطياف)
الملاحظة: نلاحظ نفس طيف الضوء الأبيض الذي أسقطناه على غاز الهيدروجين , ولكن ضمن سلسلة من خطوط داكنة
هذه الخطوط الداكنة هي الأطوال الموجية التي امتصها غاز الهيدروجين , وتسمى بخطوط ط الامتصاص لذرة الهيدروجين
وتفسير سبب ظهور هذه الخطوط الداكنة هو أن ذرات غاز الهيدروجين لا تمتص من طيف الضوء الساقط عليها سوى أطوال موجية محددة وتدع الأطوال الموجية الأخرى تمر وما تلبث أن تشع نفس الأطوال الموجية التي امتصتها.
س: علل : ظهور عدد من خطوط داكنة في طيف الضوء المرئي في غاز هيدروجيني. وزاري 2005 ـ 2006م
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ملاحظة / هذا الموضوع مقتطف من معلم الفريد في الفيزياء ( الوحدة الخامسة الفيزياء الذرية ) للصف الثالث الثانوي اليمن يمكن تحميل وحدات معلم الفريد في الفيزياء بالضغط هنا
 ملاحظة مهمة / يمكنكم تحميل مجموعة من كتب الفيزياء الذرية والنووي…){kind=link}
تعليقات
هذه مجموعة مقالات عن الذرة
http://clicsciences.blogspot.com/search/label/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1%20%D8%A7%D9%84%D8%B0%D8%B1%D8%A9
و شكرا