ጥያቄዎች "ቁስ ምንን ያካትታል?"፣ "የቁስ ተፈጥሮ ምንድ ነው?" ሁልጊዜ የሰውን ልጅ ያዘ። ከጥንት ጊዜያት ጀምሮ, ፈላስፋዎች እና ሳይንቲስቶች ለእነዚህ ጥያቄዎች መልስ እየፈለጉ ነው, ሁለቱንም ተጨባጭ እና ሙሉ ለሙሉ አስገራሚ እና ድንቅ ንድፈ ሃሳቦችን እና መላምቶችን ይፈጥራሉ. ነገር ግን፣ በጥሬው ከመቶ አመት በፊት፣ የሰው ልጅ የቁስን የአቶሚክ አወቃቀሩን በማወቅ ይህንን ምስጢር ለመፍታት በተቻለ መጠን ቅርብ ነበር። ግን የአቶም አስኳል ስብጥር ምንድን ነው? ሁሉም ከምን ነው የተሰራው?
ከቲዎሪ ወደ እውነታ
በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ የአቶሚክ መዋቅር መላምት መሆን አቁሞ ነበር፣ነገር ግን ፍፁም ሀቅ ሆኗል። የአቶም አስኳል ስብጥር በጣም የተወሳሰበ ጽንሰ-ሀሳብ እንደሆነ ታወቀ። የኤሌክትሪክ ክፍያዎችን ይዟል. ግን ጥያቄው ተነሳ፡ የአቶም እና የአቶሚክ ኒዩክሊየስ ስብጥር እነዚህን ክፍያዎች የተለያየ መጠን ያካተቱ ናቸው ወይስ አይደሉም?
ፕላኔታዊ ሞዴል
በመጀመሪያ አተሙ ልክ እንደእኛ ሥርዓተ ፀሐይ ይገነባል ተብሎ ይታሰብ ነበር። ቢሆንምይህ አመለካከት ሙሉ በሙሉ ትክክል እንዳልሆነ በፍጥነት ታወቀ. የሥዕሉን የሥነ ፈለክ ሚዛን በሚሊዮን የሚቆጠሩ ሚሊሜትር ወደ ሚይዝ አካባቢ ብቻ በሜካኒካዊ መንገድ የማዛወር ችግር በክስተቶች ባህሪያት እና ባህሪያት ላይ ከፍተኛ እና አስደናቂ ለውጥ አምጥቷል። ዋናው ልዩነት አቶም የሚገነባባቸው በጣም ጥብቅ ህጎች እና ደንቦች ነበር።
የፕላኔቷ ሞዴል ጉዳቶች
በመጀመሪያ አንድ አይነት አቶሞች እና ኤለመንቶች በመለኪያ እና በባህሪያቸው አንድ አይነት መሆን ስላለባቸው የእነዚህ አቶሞች ኤሌክትሮኖች ምህዋሮችም ተመሳሳይ መሆን አለባቸው። ይሁን እንጂ የሥነ ፈለክ አካላት እንቅስቃሴ ሕጎች ለእነዚህ ጥያቄዎች መልስ ሊሰጡ አልቻሉም. ሁለተኛው ተቃርኖ የኤሌክትሮን ምህዋርን ይዞ መንቀሳቀስ፣ በሚገባ የተጠኑ ፊዚካል ህጎች በእሱ ላይ ከተተገበሩ፣ የግድ በቋሚነት የሚለቀቅ ሃይል መያያዝ ስላለበት ነው። በውጤቱም ይህ ሂደት የኤሌክትሮን መሟጠጥን ያመጣል, በመጨረሻም ይሞታል አልፎ ተርፎም ወደ ኒውክሊየስ ውስጥ ይወድቃል.
የእናት ሞገድ መዋቅርእና
በ1924 ወጣቱ አርስቶክራት ሉዊስ ደ ብሮግሊ የሳይንሳዊ ማህበረሰቡን ሃሳቦች እንደ አቶም አወቃቀር፣ የአቶሚክ ኒዩክሊየስ ስብጥር ያሉ ጉዳዮችን የሚቀይር ሀሳብ አቀረበ። ሃሳቡ ኤሌክትሮን በኒውክሊየስ ዙሪያ የሚሽከረከር ተንቀሳቃሽ ኳስ ብቻ አይደለም የሚል ነበር። ይህ በህዋ ላይ የሞገድ ስርጭትን በሚመስሉ ህጎች መሰረት የሚንቀሳቀስ ብዥ ያለ ንጥረ ነገር ነው። በጣም በፍጥነት፣ ይህ ሃሳብ ወደ ማንኛውም አካል እንቅስቃሴ ተዘረጋበአጠቃላይ፣ የዚህን እንቅስቃሴ አንድ ጎን ብቻ እንደምናስተውል፣ ሁለተኛው ግን በትክክል አልተገለጠም። የሞገዶችን ስርጭት ማየት እንችላለን እና የንጥሉን እንቅስቃሴ ሳናስተውል, ወይም በተቃራኒው. እንደ እውነቱ ከሆነ, እነዚህ ሁለቱም የእንቅስቃሴዎች ገጽታዎች ሁል ጊዜ ይኖራሉ, እና የኤሌክትሮን ምህዋር መሽከርከር የኃይል መሙያው እንቅስቃሴ ብቻ ሳይሆን የሞገድ ስርጭትም ጭምር ነው. ይህ አካሄድ ቀደም ሲል ተቀባይነት ከነበረው የፕላኔቶች ሞዴል በመሠረቱ የተለየ ነው።
ኤሌሜንታሪ ፋውንዴሽን
የአቶም አስኳል መሃል ነው። ኤሌክትሮኖች በዙሪያው ይሽከረከራሉ. የተቀረው ሁሉ የሚወሰነው በዋናዎቹ ባህሪያት ነው. በጣም አስፈላጊ ከሆነው ነጥብ - ከክፍያ - እንደ የአቶም አስኳል ስብጥር ስለ እንደዚህ ያለ ጽንሰ-ሐሳብ ማውራት አስፈላጊ ነው. አቶም አሉታዊ ክፍያ የሚሸከሙ የተወሰኑ ኤሌክትሮኖች አሉት። ኒውክሊየስ ራሱ አዎንታዊ ክፍያ አለው. ከዚህ የተወሰኑ መደምደሚያዎችን ማድረግ እንችላለን፡
- አንጓ (አንጓ) በአዎንታዊ መልኩ የተሞላ ቅንጣት ነው።
- በዋናው ዙሪያ በክፍያ የተፈጠረ ተንኮለኛ ድባብ አለ።
- በአተም ውስጥ ያለውን የኤሌክትሮኖች ብዛት የሚወስነው አስኳል እና ባህሪያቱ ነው።
የከርነል ንብረቶች
መዳብ፣ብርጭቆ፣ብረት፣እንጨት አንድ አይነት ኤሌክትሮኖች አሏቸው። አቶም ሁለት ኤሌክትሮኖችን አልፎ ተርፎም ሁሉንም ሊያጣ ይችላል። ኒውክሊየስ በአዎንታዊ ኃይል የተሞላ ከሆነ ከሌሎች አካላት ትክክለኛውን መጠን አሉታዊ በሆነ መልኩ የሚሞሉ ቅንጣቶችን መሳብ ይችላል, ይህም እንዲተርፍ ያስችለዋል. አቶም የተወሰነ የኤሌክትሮኖች ብዛት ካጣ በኒውክሊየስ ላይ ያለው አወንታዊ ክፍያ ከቀሩት አሉታዊ ክፍያዎች የበለጠ ይሆናል። አትበዚህ ሁኔታ, ሙሉው አቶም ከመጠን በላይ ክፍያ ያገኛሉ, እና አዎንታዊ ion ተብሎ ሊጠራ ይችላል. በአንዳንድ ሁኔታዎች አቶም ብዙ ኤሌክትሮኖችን ሊስብ ይችላል, ከዚያም በአሉታዊ መልኩ ይሞላል. ስለዚህ፣ አሉታዊ ion ሊባል ይችላል።
አንድ አቶም ምን ያህል ይመዝናል?
የአቶም ብዛት በዋናነት በኒውክሊየስ ይወሰናል። አቶም እና አቶሚክ ኒዩክሊየስ የሚሠሩት ኤሌክትሮኖች ከጠቅላላው ክብደት ከአንድ ሺሕ ያነሱ ናቸው። ጅምላ አንድ ንጥረ ነገር ያለው የኃይል ክምችት መለኪያ ተደርጎ ስለሚወሰድ፣ እንደ የአቶሚክ ኒውክሊየስ ስብጥር ያሉ ጥያቄዎችን ሲያጠና ይህ እውነታ በሚያስደንቅ ሁኔታ አስፈላጊ ነው ተብሎ ይታሰባል።
የሬዲዮ እንቅስቃሴ
በጣም ከባድ ጥያቄዎች የተነሱት ኤክስሬይ ከተገኘ በኋላ ነው። ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች አልፋ፣ ቤታ እና ጋማ ሞገዶችን ያመነጫሉ። ነገር ግን እንዲህ ዓይነቱ ጨረር ምንጭ ሊኖረው ይገባል. ራዘርፎርድ በ1902 እንዲህ ያለው ምንጭ አቶም ራሱ ወይም ይልቁንም አስኳል እንደሆነ አሳይቷል። በሌላ በኩል ራዲዮአክቲቪቲ የጨረር ልቀትን ብቻ ሳይሆን አንድን ንጥረ ነገር ወደ ሌላ አካል መለወጥ ሙሉ ለሙሉ አዲስ ኬሚካላዊ እና አካላዊ ባህሪያት ነው. ማለትም ራዲዮአክቲቪቲ በኒውክሊየስ ውስጥ ያለ ለውጥ ነው።
ስለ ኒውክሌር መዋቅር ምን እናውቃለን?
ከመቶ አመት በፊት የፊዚክስ ሊቅ ፕሮውት በፔሪዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ ያሉት ንጥረ ነገሮች በዘፈቀደ መልክ ሳይሆኑ የሃይድሮጂን አቶሞች ውህዶች ናቸው የሚለውን ሃሳብ አቅርበው ነበር። ስለዚህ, አንድ ሰው ሁለቱም ክፍያዎች እና የኒውክሊየስ ብዛት በሃይድሮጂን በራሱ ኢንቲጀር እና በርካታ ክፍያዎች እንደሚገለጹ መጠበቅ ይችላል. ይሁን እንጂ ይህ በጣም እውነት አይደለም. የአቶሚክ ባህሪያትን በማጥናትኒውክላይዎች በኤሌክትሮማግኔቲክ መስኮች በመታገዝ፣ የፊዚክስ ሊቅ አስቶን የአቶሚክ ክብደታቸው ኢንቲጀር እና ብዜት ያልነበሩ ንጥረ ነገሮች በእውነቱ የተለያዩ አቶሞች ጥምረት እንጂ አንድ ንጥረ ነገር እንዳልሆኑ አረጋግጠዋል። የአቶሚክ ክብደት ኢንቲጀር ካልሆነ በሁሉም ሁኔታዎች ውስጥ የተለያዩ isotopes ድብልቅ እንመለከታለን. ምንድን ነው? ስለ አቶም አስኳል ስብጥር ከተነጋገርን ኢሶቶፖች ተመሳሳይ ክፍያ ያላቸው ግን የተለያየ ብዛት ያላቸው አቶሞች ናቸው።
አንስታይን እና የአተም አስኳል
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ እንደሚለው ጅምላ የቁስ መጠን የሚወሰንበት ሳይሆን ቁስ አካል ያለው ጉልበት የሚለካበት ነው። በዚህ መሠረት ቁስ የሚለካው በጅምላ ሳይሆን ይህንን ጉዳይ ባዘጋጀው ክስ እና በክሱ ጉልበት ነው። ተመሳሳይ ክፍያ ወደ ሌላ ተመሳሳይ ሲቃረብ, ጉልበቱ ይጨምራል, አለበለዚያ ግን ይቀንሳል. ይህ ማለት በቁስ ላይ ለውጥ ማለት አይደለም። በዚህ መሠረት, ከዚህ አቀማመጥ, የአቶም አስኳል የኃይል ምንጭ አይደለም, ነገር ግን ከተለቀቀ በኋላ ቅሪት ነው. ስለዚህ አንዳንድ ተቃርኖዎች አሉ።
ኒውትሮኖች
ኩሪዎቹ በአልፋ የቤሪሊየም ቅንጣቶች ሲደበደቡ ለመረዳት የማይቻሉ ጨረሮች ከአቶም አስኳል ጋር በመጋጨታቸው በታላቅ ሃይል ይርቃሉ። ይሁን እንጂ በትልቅ ውፍረት ውስጥ ማለፍ ይችላሉ. ይህ ተቃርኖ የተሰጠው ቅንጣት ወደ ገለልተኛ የኤሌክትሪክ ክፍያ በመቀየሩ እውነታ ተፈትቷል. በዚህ መሠረት ኒውትሮን ተብሎ ይጠራ ነበር. ለተጨማሪ ምርምር ምስጋና ይግባውና የኒውትሮን ብዛት ከፕሮቶን ጋር ተመሳሳይ ነው ። በአጠቃላይ ኒውትሮን እና ፕሮቶን በማይታመን ሁኔታ ተመሳሳይ ናቸው። ግምት ውስጥ በማስገባትከዚህ ግኝት በእርግጠኝነት የአቶም አስኳል ስብጥር ሁለቱንም ፕሮቶን እና ኒውትሮን ያካትታል እና በእኩል መጠን። ሁሉም ነገር ቀስ በቀስ ወደ ቦታው ወደቀ. የፕሮቶኖች ብዛት የአቶሚክ ቁጥር ነው። የአቶሚክ ክብደት የኒውትሮን እና የፕሮቶን ብዛት ድምር ነው። ኢሶቶፕ የኒውትሮኖች እና የፕሮቶኖች ብዛት አንዳቸው ከሌላው ጋር እኩል የማይሆኑበት ንጥረ ነገር ተብሎ ሊጠራ ይችላል። ከላይ እንደተብራራው፣ በእንደዚህ አይነት ሁኔታ፣ ምንም እንኳን ኤለመንቱ በመሠረቱ ተመሳሳይ ቢሆንም፣ ባህሪያቱ በእጅጉ ሊለወጡ ይችላሉ።
