ساختار اتم (جلسه هفدهم)

اتم‌ها ‌کوچک‌ترین و بنیادی‌ترین ذره تشکیل‌دهنده مواد هستند. برای درک بهتر این مفهوم به غذای مصرفی روزانه خود دقت کنید. این غذای پخته شده از مواد گوناگونی مانند نمک، برنج، گوشت و ادویه‌جات تشکیل شده است. مواد گوناگون نیز مانند غذا از اتم‌های مختلفی تشکیل شده‌اند. در طی سالیان متمادی ۱۱۸ عنصر کشف شده‌اند. این عنصرها در جدولی به نام جدول تناوبی نمایش داده می‌شوند. تمام اجسامی که در اطراف خود مشاهده می‌کنیم از اتم ساخته شده‌اند. اما اتمِ تنها، بسیار کوچک است و در حالت عادی با چشم دیده نمی‌شود. در این مطلب سعی می‌کنیم به پرسش ساختار اتم (atom’s structure) چیست به زبان ساده پاسخ دهیم و در مورد مدل‌های اتمی مختلف، ساختار اتم، ذرات درون اتمی و هر آن‌چه به آن مربوط می‌شود صحبت کنیم.

ساختار اتم چگونه است؟

ساختار اتم (atom’s structure)، مجموعه‌­ای است از یک هسته سنگین کوچک شامل پروتون‌­های باردار مثبت و نوترون­‌های بدون بار که اطراف آن با ابری از الکترون پوشیده شده است. از آنجا که پروتون‌­ها و نوترون‌­ها بسیار سنگین­‌تر از الکترون‌­ها هستند، غالب جرم اتم در هسته مرکزی آن جمع می‌­شود.

طول موج فرکانس

طول موج به فاصله بین دو قله متوالی موج (یا بین هر دو نقطه تکراری موج که شکل یکسان دارند) گفته می‌شود و آن را با  نشان می‌دهند. برای دو موجی که دارای سرعت یکسان باشند. موجی که دارای بسامد (فرکانس) بالاتری است طول موج کوتاه‌تر دارد. و موجی که بسامد پایین‌تری دارد، طول موج بلندتری دارد.

یادآوری: حاصل ضرب طول موج در بسامد (فرکانس) موج برابر با سرعت موج است.

همه شکل‌های انرژی متحرک، از جمله صدا، نور و گرما به صورت موج حرکت می‌کنند. همهٔ آنها، طول موجی دارند. برای مثال، وقتی موج‌های صدا در هوا حرکت می‌کنند، در فشار هوا تغییر اندکی به‌وجود می‌آورند. قله‌های موج‌های صدا نقطه‌هایی هستند که فشار هوا به بیشترین حد خود می‌رسد. گوش ما، تغییر فشار هوا را دریافت می‌کند و پیامی به مغز می‌فرستد. طول موج نیز مانند بسامد، روی ویژگی‌هایی موج تأثیر می‌گذارد؛ زیرا این دو باهم ارتباط نزدیک دارند.

مدل اتمی جوزف تامسون

مدل اتمی جوزف تامسون یکی از کوشش‌ها برای توضیح ساختار اتم می باشد. برای نخستین بار جوزف تامسون ( که در آغاز قرن بیستم زندگی میکرد)، با استفاده از لامپ پرتو کاتدی، به وجود ذرات زیراتمی پی برد. وی به دو سر  الکترود مثبت و منفی لامپ، اختلاف پتانسیل الکتریکی وصل کرد. در نهایت مشاهده کرد که پرتو کاتدی از الکترود منفی (کاتد) به الکترود مثبت (آند) می‌رود. سپس در مسیر پرتو کاتدی میدان الکتریکی قرار داد و مشاهده کرد که پرتو کاتدی به سمت قطب مثبت منحرف می‌شود. همچنین در این مسیر، توربین پرّه‌دار قرار داد و بر اثر برخورد پرتو به توربین، توربین شروع به حرکت می‌کرد.

وی با تکیه بر آزمایش‌های خود به این نتیجه رسید که ذرات سازنده پرتو کاتدی دارای بارالکتریکی منفی هستند و همچنین علاوه بر ماهیت موجی که پرتو دارد، ماهیت ذره‌ای نیز از خود نشان می‌دهد.

و بعدها وی دریافت که ذرات سازنده پرتو کاتدی در تمام مواد وجود دارند. وی با استناد بر آزمایش‌های خود نظریه اتمی خود را مطرح ساخت. مطابق این مدل، اتم از بار الکتریکی منفی (الکترون) و بار الکتریکی مثبت تشکیل شده‌است که به صورت یکنواخت در سراسر اتم پخش شده‌است. در مدل تامسون بار مثبت به صورت ابر بوده (پروتون کشف نشده بود) و الکترون‌ها در فضای اتم پراکنده می‌باشند. نقص مدل اتمی تامسون با آزمایش معروف ارنست رادرفورد آشکار شد.

دوستان عزیز بعد از تماشای ویدئو می توانید هر گونه سوال و مطلبی برای بیان دارید در پایین پیج پیام بگذارید در اسرع وقت پاسخ شما را خواهیم داد.