محاضرات في الفيزياء الذرية والجزيئية

هل يمكن ان نرى الذرة؟
الذرة هي اصغر عنصر يمكن ان ان تنقسم له المادة ولا يمكن ان نرى الذرة باستخدام الميكروسكوب حيث تبلغ ابعاد الذرة ومكوناتها على النحو التالي:

• atom = 1 x 10^-10 meters

• nucleus = 1 x 10^-15 to 1 x 10 ^-14 meters

• neutron or proton = 1 x 10^-15 meters

• electron - not known exactly, but thought to be on the order of 1 x 10^-18 meters

كل الذرات لها تقريبا نفس الحجم سواء كانت تحتوي على الكترون واحد أو 90 الكترون، فإذا ما تم صف 50 مليون ذرة فإن طولها لا يزيد عن السنتمتر الواحد.  ولهذا لا يمكن بواسطة الضوء المرئي ان نرى جسيمات صغيرة مثل الذرات والسبب في ذلك لأن الطول الموجي للضوء المرئي يتراوح بين 0.7 و 0.4 ميكرومتر وهذا بالمقارنة بحجم الذرة الذي يكون اصغر بمليون مرة لا يمكن ان ترى الذرة بواسطة الضوء المرئي.  ولكن في العام 1981 تم تطوير ميكروسكوب يسمى scanning tunneling microscope يمكن ان يكون صورة للذرات على الشكل التالي:

STM image (7 nm x 7 nm) of a single zigzag chain of cesium atoms (red) on a gallium-arsenside surface (blue)

وعليه لم يكن امام العلماء في نهاية القرن التاسع عشر واوائل القرن العشرين الا ان يضعوا تصورهم لشكل تركيب الذرة على خلفية نتائج التجارب العملية المتوفرة في ذلك الوقت وبالطبع النموذج المقترح لتركيب الذرة يجب ان يفسر كل النتائج العملية وإلا يكون قاصراً او غير صحيح.

وهنا في هذه المحاضرات سوف ندرس النماذج التي وضعها العلماء لتركيب الذرة ونناقش إيجابيات وسلبيات كل نموذج، ومن هذه النماذج:

• نموذج تومسون

• نموذج رزرفورد

• نموذج بوهر

• نموذج سمرفيلد

كما سنعرض بعض التجارب والحقائق العلمية المتوفرة قبل كل نموذج...