د عمر په اوږدو کې د اتوم سره - لومړۍ برخه
منځپانګې
د رودرفورډ سیارې ماډل د اتوم په پرتله حقیقت ته نږدې د تومسن "ممیش پوډر" و. په هرصورت، د دې مفکورې ژوند یوازې دوه کاله دوام وکړ، مګر مخکې له دې چې د جانشین په اړه خبرې وکړو، دا د راتلونکي اټومي رازونو د افشا کولو وخت دی.
1. د هایدروجن اسوټوپونه: مستحکم پروټ او ډیوټریم او راډیو اکټیو ټریټیم (عکس: بروس بلاس/ویکیمیډیا کامنز).
اټومي واورې
د رادیو اکټیفیت د پدیدې کشف، چې د اتوم د اسرار د افشا کولو پیل یې په نښه کړ، په پیل کې د کیمیا اساس - د دورې قانون له ګواښ سره مخ شو. په لنډ وخت کې، څو درجن راډیو اکټیو مادې پیژندل شوي. ځینې یې د مختلف اټومي ډله سره سره ورته کیمیاوي ملکیتونه درلودل، پداسې حال کې چې نور، د ورته ډله سره، مختلف ملکیتونه درلودل. برسېره پردې، د دوراني جدول په ساحه کې چیرې چې دوی باید د دوی د وزن له امله ځای په ځای شوي وای، د ټولو لپاره د ځای کولو لپاره کافي خالي ځای نه و. دوراني جدول د کشفونو د واورو له امله ورک شو.
2. د J.J. تامپسن د 1911 ډله ایز سپیکرومیټر نقل (عکس: جیف ډیل/ویکیمیډیا کامنز)
اټومي هسته
دا 10-100 زره دی. څو ځله د ټول اتوم څخه کوچنی. که چیرې د هایدروجن اتوم نیوکلیوس د 1 سانتي مترو قطر سره د بال په اندازه لوی شي او د فوټبال د ډګر په مینځ کې ځای په ځای شي ، نو یو الیکټران (د پن سر څخه کوچنی) به د هدف په شاوخوا کې وي. (د 50 مترو څخه ډیر).
د اتوم تقریبا ټوله ډله په نیوکلیوس کې متمرکزه ده، د بیلګې په توګه، د سرو زرو لپاره دا نږدې 99,98٪ ده. د دې فلزي مکعب 19,3 ټنه وزن تصور کړئ. ټول د اتومونو مرکز د سرو زرو ټول حجم د 1/1000 mm3 څخه کم دی (یو بال چې له 0,1 ملي میتر څخه کم قطر لري). له همدې امله، اتوم خورا خالي دی. لوستونکي باید د اساس موادو کثافت محاسبه کړي.
د دې ستونزې حل په 1910 کې د فریډریک سوډي لخوا وموندل شو. هغه د آیسوټوپ مفهوم معرفي کړ، د بیلګې په توګه. د ورته عنصر ډولونه چې د دوی په اټومي ډله کې توپیر لري (1). په دې توګه، هغه د ډیلټون یو بل نظر پوښتنه وکړه - له هغې شیبې څخه، کیمیاوي عنصر باید نور د ورته ډله اتومونو څخه جوړ نه وي. د اسوټوپیک فرضیه، د تجربوي تایید وروسته (ماس سپیکٹروګراف، 1911)، دا هم ممکنه کړه چې د ځینو عناصرو د اټومي ډله ایزو جزئي ارزښتونو تشریح کړي - ډیری یې د ډیری آاسوټوپونو مخلوط دي، او اټومي ډله د دوی د ټولو د وزن اوسط دی (2).
د کرنل اجزا
د رودرفورډ یو بل زده کونکي، هینري موسیلي، په 1913 کې د پیژندل شوي عناصرو لخوا د ایکس شعاعو مطالعه وکړه. د پیچلي نظري طیف پر خلاف، د ایکس رے طیف خورا ساده دی - هر عنصر یوازې دوه طول موجونه خارجوي، د دې څپې اوږدوالی په اسانۍ سره د دې اټومي نیوکلیوس چارج سره تړاو لري.
3. د ایکس رے ماشینونو څخه یو چې د موسیلي لخوا کارول کیږي (عکس: میګنس مانسک/ویکیمیډیا کامنز)
دا د لومړي ځل لپاره دا ممکنه کړه چې د موجوده عناصرو ریښتینې شمیر وړاندې کړي، او همدارنګه دا معلومه کړي چې څومره یې لاهم په تناوبي جدول کې د تشو ډکولو لپاره کافي ندي (3).
یوه ذره چې مثبت چارج لري د پروټون په نوم یادیږي (یوناني پروټون = لومړی). بله ستونزه سمدلاسه راپورته شوه. د پروټون وزن تقریبا د 1 واحد سره مساوي دی. په داسې حال کې اټومي هسته سوډیم د 11 واحدونو چارج سره 23 واحدونه لري؟ ورته، البته، د نورو عناصرو قضیه ده. دا پدې مانا ده چې په نیوکلیوس کې باید نور ذرات شتون ولري او چارج نلري. په پیل کې، فزیک پوهانو ګومان کاوه چې دا د الکترونونو سره په کلکه تړل شوي پروتونونه دي، مګر په پای کې دا ثابته شوه چې یوه نوې ذره ښکاره شوه - نیوټرون (لاتین نیوټر = نیوټرل). د دې ابتدايي ذرې کشف (د بنسټیز "خښتو" په نوم یادیږي چې ټول مادې جوړوي) په 1932 کې د انګلیسي فزیک پوه جیمز چاډویک لخوا رامینځته شوی.
پروټون او نیوټرون کولی شي په یو بل بدل شي. فزیک پوهان اټکل کوي چې دا د یوې ذرې شکلونه دي چې د نیوکلیون په نوم یادیږي (لاتین نیوکلیوس = نیوکلیوس).
څرنګه چې د هایدروجن ترټولو ساده آاسوټوپ هسته یو پروټون دی، نو دا لیدل کیدی شي چې ویلیم پروټ په خپل "هایډروجن" فرضیه کې اتوم جوړول هغه ډیر غلط نه و (وګورئ: "د اتوم سره د عمر په اوږدو کې - 2 برخه"؛ "ځوان تخنیکین" شمیره 8/2015). په پیل کې، د پروټون او "پروتون" نومونو ترمنځ حتی بدلونونه شتون درلود.
4. په پای کې فوتو سیلونه - د دوی د کار اساس د فوتو الیکټریک اثر دی (عکس: Ies / Wikimedia Commons)
هر څه اجازه نه لري
د روترفورډ ماډل د هغې د ظهور په وخت کې "پیدائشي عیب" درلود. د میکسویل د الکترودینیمیک قوانینو له مخې (د راډیو نشراتو لخوا تایید شوی چې دمخه یې په هغه وخت کې فعالیت کاوه)، یو الکترون چې په یوه دایره کې حرکت کوي باید د بریښنایی مقناطیسي څپې وړانګې خپروي.
په دې توګه، دا انرژي له لاسه ورکوي، چې په پایله کې دا په نیوکلیوس کې راځي. د نورمال شرایطو لاندې، اتومونه وړانګې نه خپروي (سپیکٹرا هغه وخت رامینځته کیږي کله چې لوړې تودوخې ته تودوخه شي) او اټومي ناورینونه نه لیدل کیږي (د الکترون اټکل شوی ژوند د ثانیې له یو ملیون برخې څخه کم دی).
د روترفورډ ماډل د ذرو ویشلو تجربې پایله تشریح کړه، مګر بیا هم د واقعیت سره سمون نه درلود.
په 1913 کې، خلک د دې حقیقت سره "عادي" شول چې په مایکروکوزم کې انرژي اخیستل کیږي او په کوم مقدار کې نه لیږل کیږي، مګر په برخو کې، چې د کوانټا په نوم یادیږي. په دې اساس، میکس پلانک د تودو جسمونو (1900) او البرټ انشټاین (1905) د فوتو الیکټریک اغیزې رازونه ، د بیلګې په توګه د روښانه فلزاتو لخوا د الکترونونو اخراج (4) د وړانګو ماهیت توضیح کړ.
5. د ټینټالم اکساید کرسټال کې د الکترونونو د انعطاف انځور د هغې متناسب جوړښت ښیي (عکس: Sven.hovmoeller/Wikimedia Commons)
۲۸ کلن ډنمارکي فزیک پوه نیلس بوهر د رودرفورډ د اتوم ماډل ښه کړ. هغه وړاندیز وکړ چې الکترون یوازې په مدار کې حرکت کوي چې د انرژي ځانګړي شرایط پوره کوي. برسېره پردې، برقیان د حرکت کولو په وخت کې وړانګې نه خپروي، او انرژي یوازې هغه وخت جذب او جذب کیږي کله چې د مدارونو تر منځ شنډ شي. دا انګیرنې د کلاسیک فزیک سره تضاد لري، مګر د دوی په اساس ترلاسه شوي پایلې (د هایدروجن اتوم اندازه او د هغې د طیف د لیکو اوږدوالی) د تجربې سره مطابقت لري. نوی زیږیدلی ماډل اتومو.
له بده مرغه، پایلې یوازې د هایدروجن اتوم لپاره د اعتبار وړ وې (مګر ټول تمثیل مشاهدې یې ندي تشریح کړي). د نورو عناصرو لپاره، د محاسبې پایلې د واقعیت سره سمون نه درلود. په دې توګه، فزیک پوهانو تر اوسه د اتوم نظري ماډل نه درلود.
اسرار له یوولسو کلونو وروسته روښانه کول پیل کړل. د فرانسوي فزیک پوه لودویک دي بروګلي د دوکتورا مقاله د مادي ذراتو د څپې ملکیتونو په اړه معامله کړې. دا لا دمخه ثابته شوې چې رڼا، د څپې د ځانګړو ځانګړتیاوو سربیره (تعریف، انعکاس)، هم د ذراتو ټولګه - فوټون (د بیلګې په توګه، د الکترونونو سره لچکدار ټکر) په څیر چلند کوي. مګر ډله ایز توکي؟ دا وړاندیز د یو شهزاده لپاره د پایپ خوب په څیر بریښي چې غوښتل یې فزیک پوه شي. په هرصورت، په 1927 کې یوه تجربه ترسره شوه چې د بروګلي فرضیه یې تایید کړه - د الکترون بیم په فلزي کرسټال کې توپیر لري (5).
اتومونه له کوم ځای څخه راغلي؟
د نورو په څیر: لوی بنګ. فزیک پوهان په دې باور دي چې په لفظي توګه د "صفر نقطې" څخه د یوې ثانیې په یوه برخه کې پروټونونه، نیوټرون او الکترون، یعني د اجزاوو اتومونه جوړ شوي. څو دقیقې وروسته (کله چې کائنات یخ شو او د موادو کثافت کم شو)، نیوکلیونونه سره یوځای شول، د هایدروجن پرته د نورو عناصرو مرکز جوړوي. د هیلیم ترټولو لوی مقدار جوړ شوی، او همدارنګه د لاندې دریو عناصرو نښې. یوازې د 100 XNUMX وروسته د ډیرو کلونو لپاره، شرایطو اجازه ورکړه چې برقیان د نیوکلی سره وصل شي - لومړی اتومونه جوړ شوي. زه باید د راتلونکي لپاره ډیر وخت انتظار وکړم. په کثافت کې تصادفي تغیرات د کثافتونو رامینځته کیدو لامل شوي ، کوم چې لکه څنګه چې دوی څرګند شوي ، ډیر او ډیر مادې جذبوي. ډیر ژر، د کائنات په تیاره کې، لومړی ستوري راوتلي.
شاوخوا یو ملیارد کاله وروسته، ځینې یې مړه کول پیل کړل. د دوی په کورس کې دوی تولید کړي د اتومونو مرکز اوسپنې ته ښکته. اوس، کله چې دوی مړه شول، دوی یې په ټوله سیمه کې خپاره کړل، او د ایرو څخه نوي ستوري پیدا شول. د دوی ترټولو لوی یو په زړه پوری پای درلود. د سپرنووا چاودونو په جریان کې، نیوکلی د ډیرو ذرو سره بمبار شوی و چې حتی تر ټولو درانه عناصر هم جوړ شوي وو. دوی نوي ستوري، سیارې، او په ځینو نړۍ کې ژوند جوړ کړ.
د مادې څپو شتون ثابت شوی. له بلې خوا، په اتوم کې یو الکترون د یوې ولاړې څپې په توګه ګڼل کیده، چې له امله یې انرژي نه خپریږي. د الیکترون مایکروسکوپونو د رامینځته کولو لپاره د حرکت کونکي الیکترون څپې ځانګړتیاوې کارول شوي چې د لومړي ځل لپاره د اتومونو لیدل ممکن دي (6). په راتلونکو کلونو کې، د ورنر هیزنبرګ او ایرون شروډینګر کار (د بروګلي فرضیې پر بنسټ) دا ممکنه کړه چې د اتوم د الکترون خولۍ نوي ماډل رامینځته کړي، په بشپړه توګه د تجربې پراساس. مګر دا د مقالې له ساحې بهر پوښتنې دي.
د کیمیا پوهانو خوب رښتیا شو
طبیعي راډیو اکټیو بدلونونه، په کوم کې چې نوي عناصر رامینځته کیږي، د 1919 پیړۍ له پای څخه پیژندل شوي. په XNUMX کې ، یو څه چې یوازې طبیعت یې تر دې دمه وړ دی. ارنسټ رودرفورډ پدې دوره کې د مادې سره د ذراتو په تعامل کې بوخت و. د ازموینو په جریان کې، هغه ولیدل چې پروټونونه د نایتروجن ګاز سره د شعاع په پایله کې ښکاره شوي.
د دې پدیدې یوازینۍ توضیح د هیلیم نیوکلی (د دې عنصر د آاسوټوپ یوه ذره او هسته) او نایتروجن (7) تر مینځ عکس العمل و. د پایلې په توګه، اکسیجن او هایدروجن رامینځته کیږي (یو پروټون د ترټولو روښانه آاسوټوپ هسته ده). د کیمیا پوهانو د لیږد خوب ریښتیا شو. په راتلونکو لسیزو کې، عناصر تولید شوي چې په طبیعت کې نه موندل کیږي.
طبیعي راډیو اکټیو چمتووالی چې د a-ذرو خارجوي نور د دې هدف لپاره مناسب نه و (د درنو نیوکلیو د کولمب خنډ خورا لوی دی چې د سپک ذرات دوی ته نږدې شي). سرعت کونکي، د درنو اسوټوپونو نیوکلیو ته ډیره انرژي ورکوي، د "کیمیاوي کوټې" په توګه وګرځیدل چې د نن ورځې کیمیا پوهانو پلرونو هڅه کوله چې د "فلزونو پاچا" ترلاسه کړي (8).
په حقیقت کې، د سرو زرو په اړه څه؟ کیمیا پوهانو اکثرا پارا د دې تولید لپاره د خامو موادو په توګه کارولې. دا باید ومنل شي چې په دې حالت کې دوی ریښتینې "پوزه" درلوده. دا د پارا څخه و چې په اټومي ریکټور کې د نیوټرون سره درملنه شوې وه چې مصنوعي سره زر لومړی ترلاسه شو. دا فلزي ټوټه په 1955 کې د جینوا اټومي کنفرانس کې ښودل شوې وه.
انځور 6. د سرو زرو په سطحه اتومونه، په عکس کې د سکینګ تونل مایکروسکوپ کې لیدل کیږي.
7. د عناصرو د لومړي انسان لیږد سکیم
د فزیک پوهانو د لاسته راوړنو خبر حتی د نړۍ په سټاک ایکسچینجونو کې یو لنډ حرکت رامینځته کړ، مګر حساس مطبوعاتي راپورونه په دې طریقه د کان ایستل شوي ایسک قیمت په اړه د معلوماتو لخوا رد شوي - دا د طبیعي سرو زرو په پرتله څو چنده ګران دي. ریکټورونه به د قیمتي فلزاتو کان ځای ونلري. مګر په دوی کې تولید شوي اسوټوپونه او مصنوعي عناصر (د درملو، انرژي، ساینسي څیړنو لپاره) د سرو زرو څخه ډیر ارزښت لري.
8. تاریخي سایکلوترون په تناوبي جدول کې له یورانیم وروسته لومړی څو عناصر ترکیب کوي (لارنس د وړانګو لابراتوار، د کالیفورنیا پوهنتون، برکلي، اګست 1939)
د هغو لوستونکو لپاره چې غواړي په متن کې راپورته شوي مسلې وپلټي، زه د ښاغلي توماس سووینسکي د مقالو لړۍ وړاندیز کوم. په 2006-2010 کې په "ځوان تخنیک" کې راښکاره شو (د "څنګه دوی کشف" تر سرلیک لاندې). متنونه د لیکوال په ویب پاڼه کې هم شتون لري:
سایکل"د عمر لپاره د اتوم سره» هغه په یادونې سره پیل کړ چې تیره پیړۍ ډیری وختونه د اتوم عمر بلل کیږي. البته ، څوک نشي کولی د مادې په جوړښت کې د XNUMX پیړۍ د فزیک پوهانو او کیمیا پوهانو بنسټیزو لاسته راوړنو په یادولو کې پاتې راشي. په هرصورت، په وروستیو کلونو کې، د مایکروکوزم په اړه پوهه په چټکۍ او چټکۍ سره پراخیږي، ټیکنالوژي رامینځته کیږي چې د انفرادي اتومونو او مالیکولونو د مینځلو اجازه ورکوي. دا موږ ته دا حق راکوي چې ووایو د اتوم اصلي عمر لا نه دی رسیدلی.
