في التجربة التي أجراها العالم تومسون أظهرت الالكترونات سلوكاً موجياً وهو

كتابة حسام - تاريخ الكتابة: 11 مارس 2021 , 18:03
في التجربة التي أجراها العالم تومسون أظهرت الالكترونات سلوكاً موجياً وهو

في التجربة التي أجراها العالم تومسون أظهرت الالكترونات سلوكاً موجياً وهو ؟، حيث إن تجربة تومسون هي السبب الرئيسي وراء إكتشاف الإلكترونات، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن تجربة تومسون، كما وسنوضح ما هو السلوك الموجي الذي أظهرته الإلكترونات عند القيام بالتجربة.

تجربة تومسون وإكتشاف الإلكترون

في السابق إقترح العديد من العلماء مثل ويليام بروت ونورمان لوكير، أن الذرات تتكون من وحدة أساسية صغيرة، ولكنهم تصوروا أن هذه الوحدات الأساسية تكون بحجم أصغر من الذرة بقليل، ولكن في عام 1897 ميلادي أقترح تومسون أن إحدى الوحدات الأساسية للذرة هي أصغر بأكثر من 1000 مرة من حجم الذرة، مما يشير إلى الجسيم دون الذري والمعروف الآن بإسم الإلكترون، ولقد إكتشف تومسون هذا من خلال إستكشافاته لخصائص أشعة الكاثود.

في الواقع لاحظ تومسون من خلال تجاربه أن أشعة الكاثود والمعروفة في ذلك الوقت بإسم أشعة لينارد يمكن أن تنتقل عبر الهواء أكثر مما كان يتوقع لجسيم بحجم الذرة، وقد قدر تومسون كتلة أشعة الكاثود عن طريق قياس الحرارة المتولدة عندما تصطدم الأشعة بموصل حراري، ومن ثم مقارنتها بالإنحراف المغناطيسي للأشعة، وبالتالي اثبتت تجاربه أن أشعة الكاثود كانت أخف بأكثر من 1000 مرة من الذرة، وإن كتلتها كانت متساوية مهما أختلف نوع الذرة، ولذلك توصل إلى أن الأشعة تتكون من جسيمات خفيفة للغاية وسالبة الشحنة، والتي إعتبرها بمثابة لبنة بناء أساسية للذرة والتي تسمى اليوم بإسم الإلكترونات.[1]

شاهد ايضاً: أين تتواجد الالكترونات في الذرة

في التجربة التي أجراها العالم تومسون أظهرت الالكترونات سلوكاً موجياً وهو

في التجربة التي أجراها العالم تومسون أظهرت الإلكترونات سلوكاً موجياً وهو حيود الإلكترونات (بالإنجليزية: Electron Diffraction)، حيث يشير حيود الإلكترون إلى الطبيعة الموجية للإلكترونات، وإن حيود الإلكترونات هو إنكسار منظم لموجات الإلكترونات عند مرورها من خلال البلورات، وينتج عن ذلك الإنكسار تشتت شعاع الإلكترونات الساقط بعد الخروج منه البلورات معطياً توزيعاً منتظماً يدل على البناء البلوري المنتظم للمادة الصلبة، وإن تأثيرات التداخل التي تحدث بسبب الطبيعة الموجية لحزمة من الإلكترونات عند المرور بالقرب من المواد، حيث إن الإلكترونات والجسيمات الأخرى يكون لها أطوال موجية تتناسب عكسياً مع زخمها، وبالتالي فإن الإلكترونات عالية السرعة يكون لها أطوال موجية قصيرة، ولذلك يخضع شعاع الإلكترونات عالية السرعة للحيود وهو تأثير يحدث للموجات.

يتم إستخدام ظاهرة حيود الإلكترون لتحديد خصائص مادة كيميائية أو لتحديد موقع الذرات في مادة ما، حيث يمكن قراءة هذه المعلومات من الأنماط التي تتشكل عندما تتقاطع أجزاء مختلفة من حزمة الإلكترون مع بعضها البعض، ومن خلال التداخل يتم ترتيب مواقع الصدمات بإنتظام، حيث يصل بعضها إلى العديد من الإلكترونات، والبعض الآخر يصل إليه عدد قليل من الإلكترونات، أو لا يصل إليه إلكترونات على الإطلاق.[2]

شاهد ايضاً: المادة التي لا يمكن تجزئتها الى مواد ابسط منها تسمى

حساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته بطريقة تومسون

أجرى تومسون تجارب لإظهار أن الذرات تتكون من جسيمات دون ذرية لها شحنة موجبة وسالبة، ولاحظ أن الجسيمات سالبة الشحنة وهي الإلكترونات تكون أخف بكثير من الجسيمات موجبة الشحنة، ولقد تم قياس نسبة شحنة الإلكترون إلى الكتلة عن طريق تسريع الإلكترونات عبر جهد كهربائي بإتجاه لوحة مشحونة إيجابياً، حيث تمر بعض الإلكترونات من خلال ثقب صغير في اللوحة وتشكل حزمة إلكترونية تنتقل إلى منطقة يوجد فيها مجال كهربائي ومجال مغناطيسي، وتم تسريع الإلكترونات في إتجاه مختلف عن إتجاه المجال الكهربائي وفي إتجاه مختلف عن المجال المغناطيسي، ومن خلال هذه التجربة إستطاع تومسون حساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.[3]

شاهد ايضاً: فرغ تومسون أنبوب الأشعة المهبطية من الهواء بسبب

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أنه في التجربة التي أجراها العالم تومسون أظهرت الالكترونات سلوكاً موجياً وهو حيود الإلكترونات، كما ووضحنا نبذة تفصيلية عن تجربة تومسون لإكتشاف الإلكترون، وذكرنا كيف قام تومسون بحساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.

المراجع

  1. ^ biography.com , Discovery of the electron , 11/3/2021
  2. ^ britannica.com , Electron diffraction , 11/3/2021
  3. ^ lampx.tugraz.at , Thomson's experiment to determine the charge-to-mass ratio , 11/3/2021
2562 مشاهدة